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中国科大量子密码安全领域研究获重要突破

2019-01-07 09:27:02 物理学 量子密码安全 量子密钥 探测器

中新社合肥1月4日电 (记者 吴兰)记者4日从中国科学技术大学获悉,该校郭光灿院士团队在量子密码安全领域——量子密钥分发实际安全性研究中获得重要突破,利用探测器雪崩时的漏洞,量子黑客可有效控制该探测器的响应,并获取全部密钥信息而不被感知。

国际著名学术期刊Physical Review Applied近日刊发了以上科研成果。

随着量子密钥分发系统速率不断提高,单光子探测器的后脉冲效应将显著增强。后脉冲是指探测器中的雪崩光电二极管在发生雪崩之后,一段时间内随机产生二次雪崩的现象,其非完美性会带来安全性漏洞,是实际系统安全性测评的重要内容。过去忽略后脉冲效应的模型需要修正。

鉴于此,科研人员基于自身多年来对探测器的深入研究,针对量子密钥分发系统中单光子探测器实际特性提出了新的模型。该模型将高阶后脉冲考虑在内,给出了新的计数率和误码率的计算方法,显著提升了高速实用化系统的核心性能指标。

雪崩光电二极管探测器的非完美性会带来安全性漏洞,是实际系统安全性测评的重要内容。科研人员发现了门控模式单光子探测器的一种潜在漏洞,提出并实现了雪崩过渡区攻击方法。在门控信号从开启到关闭的过渡阶段,探测输出具有很强的非线性特性。通过控制攻击信号的光强和在过渡区的位置,量子黑客可以有效控制该探测器的响应,获取全部密钥信息而不被感知。

据介绍,该攻击方法为实际系统的安全性测评和标准化提供了技术储备。(完)

相关论文信息:https://doi.org/10.1103/PhysRevApplied.10.064032

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