量子密码学综述

本文引用自韩正甫的《量子信息密码学综述》，我对其中的部分内容进行的提取，由于是课程的要求而不是本人的方向所以内容会略有陈旧。
量子密码学是量子力学与密码学的交叉学科，它是利用量子某些特性(如不可克隆定理、测不准原理和纠缠特性等)为密码学提供了一个新的革命性实现技术，真正意义上实现了无条件安全性。量子密码学包括量子密钥分配(QKD)、量子秘密共享(QSS)、量子直接通信(QDC)等几个方面，已经有越来越多的科学家对其进行研究探索，在理论和实践研究上都取得了不小的突破。世界上第一个量子密钥分配的方案是1984年利用一对共轭态提出的，通常称为BB84协议。量子密钥分配概念的提出标志着量子密码学的真正开始。人们利用不同信道的物理性质来实现量于密钥分配，设计了许多各具特色的方案;在量子密钥分配的基础上，人们开始研究多方密钥分配问题，从而提出了量子秘密共享这个全新的方向。1999年Hillery等人利用GHZ态提出了2个量子秘密共享方案，第1个方案可以实现双方共享经典密钥;第2个方案可以使接收者共享未知量子消息，这引发了研究的热潮，在短短的几年时间里，越来越多的研究方案被设计发明，量子秘密共享也得到了飞速的发展。然而随着量子密码学研究的泛入，越来越多威胁其安全性的攻击也层出不穷。
为了建立一种能够在量子计算机条件下无条件安全的密码学体系，从上世纪60年代研究者就开始将量子物理学应用安全领域,最早的就是量子货币,随后吸引了越来越多的学者的目光,他们将量子物理学与信息科学紧密结合,经过几十年的发展,量子密码学已成体系。
其中有价值的方向及其文献有如下：

1. 参考系无关量子密钥分配的实验（梁文烨等，2014）
2. 测量仪器无关量子密钥分配（ABG，2007）
   2.1 测量装置无关量子密钥分配（LCG，2012）
   2.2 参考系与测量设备双无关量子密钥分配（王超等，2015）
3. 无需检测误码率的QKD协议（Sasaki等，2014）
   3.1 RRDPS协议的被动实现方案（Sasaki等，2015）
   3.2 RRDPS协议的主动实现方案（王双，银振强等，2016）
4. 量子秘密共享（HBB,1999）
   4.1 基于非纠缠的经典消息秘密共享（GG，2003）
   4.2 基于CSS码提出QSS码方案（Sarvepalli，2009）
   4.3 基于量子搜索算法构建QSS方案（Tseng，2012）
   4.4 中国剩余定理优化QSS系统结构（Shi，2013）
   4.5 基于图态构建量子消息QSS（Sarvepalli，2013）
   4.6 可扩展的QSS协议（Sun，2013）
5. 量子比特承诺（Mayers，1997、LC，1997）
   5.1 欺骗敏感型QBC
   5.2 基于一定物理假设的QBC
   5.3 基于正交态编码的QBC
   5.4 相对论QBC
   5.5 设备无关类QBC
6. 量子掷币QCT（Aharonov，2000）
   6.1 基于弱QCT构造强QCT（CK，2009）
   6.2 基于三维量子态做了第一个QCT实验（Zeilinger，2005）
   6.3 在实际系统中QCT与经典掷币协议的优势比较（Massar，2008）
   6.4 基于单光子源的偏置与损耗无关的QCT协议（Berlin，2009）
   6.5 利用纠缠源做了第一个loss-tolerant QCT实验（Tittel，2011）
   6.6 基于弱相干态光源的semi-loss-tolerant QCT实验
   6.7 可容忍一定损耗的QCT协议（2012，温巧燕）
   6.8 嵌套结构解决实际系统中的噪声问题（2015，张盛）
7. 量子公钥
   7.1 第一个量子明文的公钥加密算法（杨理，2005）
   7.2 诱导陷门单向量子变换的定义，建立了经典单向函数与量子单向变换之间的联系，用量子语言统一表述了RSA等七种常见的公钥加密算法（杨理，2010）
   7.3 基于量子纠错码的量子明文的公钥加密算法（Fujita，2012）