17、量子计算在数字取证调查中的应用

量子计算在数字取证调查中的应用

1. 引言

信息交换系统是当代社会的基础之一，需要新的概念来确保信息的安全传输和存档。密码学的目标是对通信进行加密和解密，以保证其机密性、不可否认性、有效性和完整性。当前的密码学方法只能提供有条件的安全，而本文介绍的基于量子力学的实验原型能提供绝对安全。

加密的目的是防止未经授权的第三方破解通信内容，身份验证用于核实通信双方的身份。此外，密码学还面临秘密信息交换的挑战，例如将密码等秘密分割成多个部分，只有特定的最小子集组合才能恢复秘密。

2. 文献综述

人们一直渴望能够进行私密对话。古代文明如美索不达米亚、印度和中国就使用了各种加密方式，古埃及人在四千年前用修改后的象形文字来隐藏通信内容。希腊的斯巴达人在公元前五世纪创建了基于字母换位的Skytale密码系统。

中世纪的大多数密码系统依赖于换位、替换或两者的混合，但这些密码并不安全，可通过语言特征破解。19世纪30年代电报的引入增加了人际通信，但电报操作员知晓消息内容，于是人们和企业开发了代码本。

20世纪的两次世界大战加速了新加密技术的发展，如一次性密码本（One - time Pad）和Vernam密码。然而，Vernam密码在密钥安全分发方面面临挑战，不过在某些军事和外交应用中，密钥管理问题并不突出。

3. 公钥密码学

20世纪70年代末，数字电信激发了人们对加密的兴趣。Whitfield Diffie和Martin E. Hellman在1976年解决了安全传输密钥的问题。公钥密码学需要两个密钥，接收者创建公钥和私钥，公钥公开，私钥保密。任何人都可以用公钥加密数据，但只有拥有私钥的接收