【摘要】：量子密碼學(xué)將是未來密碼學(xué)研究發(fā)展的新方向。量子力學(xué)的測不準(zhǔn)原理和不可克隆原理為量子密碼提供了安全保障。尋找一種能夠抵抗中繼攻擊并滿足高安全性和足夠輕量的RFID認(rèn)證技術(shù)仍是射頻識別領(lǐng)域的重要研究課題之一。量子密碼與傳統(tǒng)密碼學(xué)中的“一次一密”都可以達(dá)到理論上的無條件安全,但在目前的實際應(yīng)用中量子密碼學(xué)還不能完全代替經(jīng)典密碼學(xué)。利用量子作為信息傳遞的載體改變了傳統(tǒng)的信息處理方式,也提高了信道抵抗攻擊的效率。本文針對以上的內(nèi)容進(jìn)行研究,提出了基于量子動態(tài)基理論的認(rèn)證協(xié)議來完成通信,主要研究成果如下:1.基于不可克隆和測不準(zhǔn)的量子原理,設(shè)計出了一種能夠抵抗Relay攻擊的輕量級無線射頻識別系統(tǒng)的認(rèn)證協(xié)議。首先分析了距離邊界協(xié)議在RFID系統(tǒng)中存在的缺陷,隨后闡述了利用量子算法實現(xiàn)的輕量級RFID系統(tǒng)抗Relay攻擊的過程,最后分析了攻擊者進(jìn)行中繼攻擊的過程和中繼成功的概率,結(jié)果表明發(fā)送的量子比特串足夠長則攻擊者進(jìn)行中繼行為被發(fā)現(xiàn)的概率就很高。2.兩方量子通信要求通信參與方在每次會話完成時自動更新下一次會話所需的密鑰即極化測量基,這種做法既基于量子的真隨機性、不可克隆性,也基于一次一密的理論含義。通過自動迭代更新每次通話的密鑰,保證了會話過程的安全性。最后對信息安全技術(shù)的未來形態(tài)做了思考和總結(jié)。未來量子技術(shù)將會與現(xiàn)有各種技術(shù)深度融合,共同存在。
【學(xué)位授予單位】：沈陽師范大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號】：O413;TN918
【圖文】：

要描述幾百個粒子的一般量子狀態(tài)，所需要的變量個數(shù)超過了宇宙。沒有任何一臺傳統(tǒng)的計算機有足夠的內(nèi)存來存儲這么多的信息態(tài)的豐富性被用來編碼信息，一個全新的計算世界的大門就會打是一種利用量子力學(xué)來完成以經(jīng)典物理定律為依據(jù)的計算機無法的機器。量子計算的最終應(yīng)用范圍從破解傳統(tǒng)密碼系統(tǒng)到新密碼自從 2011 年 5 月 23 日首臺量子計算機 D-wave 的研制成功開始，大量資源研發(fā)量子信息科學(xué)的相關(guān)領(lǐng)域。由我國自主研發(fā)的全球首墨子號”在 2016 年成功發(fā)射，以及阿里云公司在 2017 年 3 月發(fā)布訊案例也是首個云上通訊案例，這都表明量子信息科學(xué)從理論到實性和可用性。在國際方面，2017 年 3 月，IBM 研發(fā)的量子計算BM-Q”，其量子位高達(dá) 16 位，并預(yù)計在 2017 年下半年發(fā)布該平K 工具包，可使全世界普通程序員有機會接觸并開發(fā)量子計算機相，IBM 還籌劃推出的量子計算機能有 50 或更多量子位。小型的量會在 5 年之內(nèi)逐漸興起。這一觀點是來自谷歌公司量子 AI 實驗室Masoud Mohseni、Peter Read和Hartmut Neven在2017年3月3日

抗 Relay 攻擊的量子動態(tài)基認(rèn)證協(xié)議研究在早期的 QKD 協(xié)議[12-16]中，參與方都配備先進(jìn)的量子器件才能在量子系統(tǒng)中進(jìn)行操作。在 21 世紀(jì)，QKD 系統(tǒng)從實驗室的受控環(huán)境轉(zhuǎn)移到現(xiàn)實環(huán)境中進(jìn)行實際應(yīng)用。2007 年，Boyer[17]等人認(rèn)為“半量子”可以應(yīng)用于量子密鑰分配協(xié)議，稱為半量子密鑰分配（SQKD）以體現(xiàn)量子協(xié)議相比于經(jīng)典協(xié)議所具備的優(yōu)勢。2009年，Boyer[18]提出了兩種 SQKD 的變體：（1）基于隨機的；（2）測試重發(fā)的。后續(xù)的大多數(shù)半量子研究通常遵循第二種方案來實現(xiàn)他們的協(xié)議。2009年，Zou[19]等人提出了用更少的量子態(tài)實現(xiàn)的五個 SQKD 協(xié)議。2011 年，Wang[20]等人提出了一種通過使用最大糾纏態(tài)作為量子資源促進(jìn)量子效率的 SQKD 協(xié)議。然而，一旦環(huán)境中經(jīng)典的認(rèn)證通道不可用，這些協(xié)議將受到 Relay 攻擊。因此，Yu[21]利用最大糾纏的 Bell 態(tài)和預(yù)共享密鑰構(gòu)建不需要經(jīng)過經(jīng)典信道認(rèn)證的共享會話密鑰來抵抗 Relay 攻擊。隨后，Li[22]等人通過更簡單高效的方式建立密鑰以改進(jìn)協(xié)議。

【相似文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 劉霞;古天龍;常亮;郭云川;;無線認(rèn)證協(xié)議的模型檢驗分析研究[J];計算機工程與應(yīng)用;2006年21期

2 楊宇光,祝世雄;一種量子認(rèn)證協(xié)議的設(shè)計[J];通信技術(shù);2002年09期

3 汪朝暉,崔永臻,張煥國;一類快速易行的智能卡認(rèn)證協(xié)議[J];武漢大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版);1999年03期

4 張學(xué)軍;蔡文琦;孫知信;王鎖萍;;改進(jìn)型極低限要求互有認(rèn)證協(xié)議研究[J];計算機研究與發(fā)展;2012年11期

5 黃宏凝;王曉峰;包小敏;;基于非齊次線性方程組的認(rèn)證協(xié)議的改進(jìn)[J];通信技術(shù);2008年09期

6 張鵬;喻建平;劉宏偉;;傳感器編碼網(wǎng)絡(luò)廣播認(rèn)證協(xié)議研究[J];信號處理;2011年10期

7 繆祥華;;一種分析和設(shè)計認(rèn)證協(xié)議的新邏輯[J];計算機工程;2008年02期

8 高偉;李飛;劉鋒;;基于身份的非交互可否認(rèn)認(rèn)證協(xié)議[J];計算機工程與應(yīng)用;2008年33期

9 劉霞;古天龍;;無線認(rèn)證協(xié)議Server-specific MAKEP的一種改進(jìn)[J];桂林電子工業(yè)學(xué)院學(xué)報;2006年04期

10 賴曉龍;馬建峰;;可證明安全的基于802.11i的漫游認(rèn)證協(xié)議[J];計算機學(xué)報;2005年12期

相關(guān)會議論文 前10條

1 李珂;尚濤;劉建偉;;糾纏對量子認(rèn)證協(xié)議的形式化分析[A];第十一屆中國通信學(xué)會學(xué)術(shù)年會論文集[C];2015年

2 龔晶;關(guān)宇;石會;許鳳慧;盧娟;;基于網(wǎng)絡(luò)多用戶的量子認(rèn)證協(xié)議[A];第十七屆全國量子光學(xué)學(xué)術(shù)會議報告摘要集[C];2016年

3 王英俊;徐明;;無線傳感器網(wǎng)絡(luò)交叉認(rèn)證協(xié)議研究與改進(jìn)[A];第十七屆全國青年通信學(xué)術(shù)年會論文集[C];2012年

4 劉占斌;劉虹;曹曉飛;;云計算中面向可穿戴設(shè)備的共軛證明認(rèn)證協(xié)議[A];第30次全國計算機安全學(xué)術(shù)交流會論文集[C];2015年

5 牛勇鋼;徐國勝;;基于可信計算平臺的動態(tài)認(rèn)證協(xié)議的設(shè)計[A];第十屆中國通信學(xué)會學(xué)術(shù)年會論文集[C];2014年

6 張兆心;方濱興;張宏莉;;基于BAN邏輯的SIP網(wǎng)絡(luò)中認(rèn)證協(xié)議安全性分析[A];2006北京地區(qū)高校研究生學(xué)術(shù)交流會——通信與信息技術(shù)會議論文集（下）[C];2006年

7 秦文仙;王瓊宵;高能;王躍武;;對SIP認(rèn)證協(xié)議的安全性分析與改進(jìn)[A];第28次全國計算機安全學(xué)術(shù)交流會論文集[C];2013年

8 趙婷;王健;;基于Hash函數(shù)的RFID動態(tài)認(rèn)證協(xié)議[A];2010年全國通信安全學(xué)術(shù)會議論文集[C];2010年

9 孫肖;趙澤茂;;一種改進(jìn)的能抵抗位置跟蹤的RFID認(rèn)證協(xié)議[A];浙江省電子學(xué)會2012學(xué)術(shù)年會論文集[C];2012年

10 武曉華;王勁林;;一種基于公鑰加密的移動通信認(rèn)證協(xié)議[A];2006通信理論與技術(shù)新進(jìn)展——第十一屆全國青年通信學(xué)術(shù)會議論文集[C];2006年

相關(guān)重要報紙文章 前10條

1 閆冰;WLAN選擇最佳EAP[N];網(wǎng)絡(luò)世界;2006年

2 劉曉雅;美國歐盟簽署有機食品認(rèn)證協(xié)議[N];中國食品安全報;2012年

3 ;Cisco推出新WLAN安全協(xié)議[N];計算機世界;2004年

4 高莎;寧夏為清真產(chǎn)業(yè)發(fā)展創(chuàng)造商機[N];中國特產(chǎn)報;2008年

5 郭勇;無線安全八手絕活[N];網(wǎng)絡(luò)世界;2005年

6 ;NGN網(wǎng)絡(luò)的認(rèn)證需求[N];人民郵電;2006年

7 ;802.1x戰(zhàn)略[N];中國計算機報;2003年

8 ;平衡無線安全技術(shù)[N];網(wǎng)絡(luò)世界;2003年

9 記者 尚陵彬;寧夏清真產(chǎn)業(yè)突破發(fā)展瓶頸迫在眉睫[N];寧夏日報;2012年

10 郭見洌;無線風(fēng)光在自由[N];計算機世界;2008年

相關(guān)博士學(xué)位論文 前10條

1 徐成;面向車聯(lián)網(wǎng)的互信認(rèn)證協(xié)議研究[D];北京郵電大學(xué);2019年

2 邱書明;多因子安全認(rèn)證協(xié)議的設(shè)計與分析[D];北京郵電大學(xué);2019年

3 王聰;IEEE 802.22WRAN的認(rèn)證協(xié)議設(shè)計與CPE的管理[D];天津大學(xué);2017年

4 黃尹;認(rèn)證協(xié)議及其在網(wǎng)絡(luò)安全系統(tǒng)中的應(yīng)用研究[D];武漢大學(xué);2010年

5 趙鑫;面向應(yīng)用的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)廣播認(rèn)證協(xié)議研究[D];國防科學(xué)技術(shù)大學(xué);2010年

6 曹雪菲;基于身份的認(rèn)證協(xié)議的理論及應(yīng)用研究[D];西安電子科技大學(xué);2008年

7 邵帥;移動互聯(lián)網(wǎng)接入認(rèn)證協(xié)議及應(yīng)用研究[D];北京郵電大學(xué);2012年

8 王惠斌;安全認(rèn)證協(xié)議的設(shè)計與分析[D];解放軍信息工程大學(xué);2010年

9 楊衛(wèi)東;IEEE802.11無線網(wǎng)絡(luò)媒體訪問控制及認(rèn)證協(xié)議研究[D];西安電子科技大學(xué);2008年

10 李雄;多種環(huán)境下身份認(rèn)證協(xié)議的研究與設(shè)計[D];北京郵電大學(xué);2012年

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前10條

1 王睿;抗Relay攻擊的量子動態(tài)基認(rèn)證協(xié)議研究[D];沈陽師范大學(xué);2019年

2 尹航;RFID中采用Hash函數(shù)的認(rèn)證方法研究[D];西安理工大學(xué);2018年

3 柳煉;基于ECC的RFID認(rèn)證協(xié)議的研究與應(yīng)用[D];武漢理工大學(xué);2018年

4 段洋洋;車聯(lián)網(wǎng)中Mix-Zones空間的認(rèn)證協(xié)議研究[D];湖北民族學(xué)院;2018年

5 曾永斌;無線網(wǎng)絡(luò)匿名切換認(rèn)證協(xié)議研究[D];戰(zhàn)略支援部隊信息工程大學(xué);2018年

6 紀(jì)韜;5G網(wǎng)絡(luò)中身份認(rèn)證協(xié)議研究[D];西安電子科技大學(xué);2018年

7 宋蘭蘭;基于Hash函數(shù)的輕量級移動RFID安全認(rèn)證協(xié)議的研究[D];西安電子科技大學(xué);2018年

8 陳萌萌;基于云的低成本RFID認(rèn)證與隱私保護協(xié)議研究[D];西安電子科技大學(xué);2018年

9 江偉;移動RFID雙向安全認(rèn)證協(xié)議的研究[D];西安電子科技大學(xué);2018年

10 張韻茹;適用于區(qū)塊鏈的協(xié)同認(rèn)證協(xié)議研究[D];武漢大學(xué);2018年

本文編號：2730159