Thuyết trình nhóm về tìm hiều mã hóa lượng tử

1. ĐỀ TÀI:MẬT MÃ LƯỢNG TỬ
Ngày 18 tháng 5 năm 2016
Nhóm 5:
Lê Thị Quỳnh
Dương Tuấn Vũ
Phan Văn Hùng

2. LÝ THUYẾT LƯỢNG TỬ
Bit lượng tử
Một qubit viết tắt từ quantum bit hay bit lượng tử là là một đơn
vị thông tin lượng tử. trong đó miêu tả một hệ cơ học lượng tử
có hai trạng thái cơ bản thường được kí hiệu 1 và 0 tương ứng
với hai trạng thái phân cực dọc và phân cực thẳng ngang của
photon.

3. LÝ THUYẾT LƯỢNG TỬ(tt)
Bit lượng tử
Các trạng thái của Qubit được xác định dựa vào 2 trạng thái cơ bản
đó là |0> và |1>. Như đã nói, khác với bit cổ điển, Qubit không chỉ
nhận các giá trị ứng với các trạng thái đó mà nó còn nhận giá trị chồng
chập là sự tổ hợp tuyến tính của 2 trạng thái đó:
|P> = a|0> + b|1>
Với a, b là các hằng số tỉ lệ với cường độ cửa trạng thái tổi hợp ứng với
trạng thái cơ bản tương ứng.

4. LÝ THUYẾT LƯỢNG TỬ(tt)
Đây là một không gian 2 chiều.
Như vậy, về bản chất, mỗi điểm trên mặt cầu biểu diễn cho một trạng
thái của qubit. Mà mặt cầu thì có vô hạn điểm, do đó, ta thấy ngay khả
năng biểu diễn thông tin lượng tử lên đến vô hạn chứ không phải chỉ là
0 hoặc 1 như bit cổ điển.

5. LÝ THUYẾT LƯỢNG TỬ(tt)

6. LÝ THUYẾT LƯỢNG TỬ(tt)
Đo lường điện tử
Đo lường điện tử là hành động dùng các thiết bị trong lượng tử để
quan sát dạng trạng thái phân cực. trong mật mã lượng tử, đo lường là
hành động không thể tách rời, dựa vào các trạng thái của các photon
phân cực đo được mà ta quyết định xem bit cổ điển tương ứng của nó
là 0 hay 1.

7. LÝ THUYẾT LƯỢNG TỬ(tt)
Bất định lượng tử
• Định lý bất định lượng tử phát biểu rằng kết quả phép đo lượng tử
của một photon phân cực chỉ đúng khi và chỉ khi tập hợp các trạng
thái của cơ sở đo lường chứa trạng thái của nó.
• Định lý này cũng nói rằng, nếu 1 photon được tạo ra trong một cơ sở
và được đo lường ở cơ sở khác thì kết quả là photon bị phân cực
trong cơ sở mới và kết quả cua phép đo lường là ngẫu nhiên.

8. LÝ THUYẾT LƯỢNG TỬ(tt)
Liên kết lượng tử
Liên kết lượng tử là hiệu ứng trong cơ học lượng tử của 2
hay nhiều vật có thể liên hệ với nhau dù chúng có nằm cách xa
nhau. Điều này có nghĩa là phép đo thực hiện trên vật thể này
có thể ảnh hưởng đến trạng thái lượng tử trên vật phép liên
kết lượng tử với

9. Mật mã lượng tử là một ngành khoa học nghiên cứu về
bảo mật thông tin dựa trên các tính chất của vật lý lượng
tử. mật mã lượng tử khai thác chính bản chất vật lý của
các đối tượng mang thông tin mà ở đây là các trạng thái
lượng tử như các photon ánh sáng.
MẬT MÃ LƯỢNG TỬ

10. Lịch sử của mật mã lượng tử
Nguồn gốc của mật mã lượng tử được đưa ra bởi Stephen
Weisner, gọi là "Conjugate Coding" từ đầu những năm 70, sau
đó được công bố vào năm 1983 trên tạp chí Sigact News bởi
Bennett và Brassard, những người đã nghiên cứu những ý
tưởng của Weisner và phát triển chúng theo cách riêng của
mình.

11. Mô tả một thể thức của mật mã

12. Truyền khoá bí mật lượng tử
Ứng dụng trực tiếp nhất của mật mã lượng tử là
quá trình truyền khóa bí mật.

13. Truyền khoá bí mật lượng tử(tt)

14. Mô phỏng mật mã lượng tử theo giao thức
BB84
Mục đích mô phỏng mật mã lượng tử Mật mã
lượng tử là loại mật mã dựa vào các tính chất của
vật lý lượng tử, do đó đây là loại mật mã không thể
tấn công bằng các sức mạnh tính toán.Vì vậy mật mã
lượng tử có thể sẽ trở thành loại mật mã được sử
dụng nhiều trong tương lai.

15. Mô phỏng mật mã lượng tử theo giao thức
BB84(tt)
QUY ƯỚC:

16. BẢNG MINH HỌA BB84

17. Các bước của giao thức BB84
• Bước 1: Alice sẽ chọn ngẫu nhiên các photon theo cả hệ đo phân cực
thẳng và hệ đo phân cực chéo.
• Bước 2: Alice ghi lại các trạng thái của các photon rồi gửi cho Bob.
• Bước 3 : Bob nhận các photon và đo trạng thái phân cực một cách
ngẫu nhiên theo hệ đo phân cực thẳng hoặc hệ đo phân cực chéo.
• Bước 4: Bob thông báo cho Alice biết các hệ đo phân cực mà mình đã
sử dụng.
• Bước 5: Alice thông báo cho Bob biết hệ đo nào là đúng.
• Bước 6: Alice và Bob sẽ loại bỏ các dữ liệu từ các phép đo không đúng.

18. Giao thức B92
Giao thức b92 được đề xuất năm 1992 bởi Charles Bennet, là một
trong hai tác giả của giao thức BB84, giao thức được thiết kế dựa trên ý
tưởng của BB84, với hy vọng mang lại sự đơn giản hơn cho việc cài đặt
giao thức phân phối khóa lượng tử.

19. Giao thức B92

20. Các bước thực hiện giao thức b92

21. Các bước thực hiện giao thức b92
3. alice và bob sử dụng kênh truyền công khai trao đổi thông tin
bob chứng thực đã nhận những qubit và gửi chuỗi phản hổi
resp cho alice.
4. dựa vào chuỗi phản hồi mà từ bob alice thực hiện loại bỏ
những bit trên chuỗi X có vị trí tương ứng trên chuỗi resp là n ,
bob thực hiện loại bỏ những bit có giá trị ? trên chuỗi Y.

22. Ví dụ

23. Khả năng tấn công của eve trong giao thức B92

24. Khả năng tấn công của eve trong giao thức B92

25. Kết luận

26. Thực trạng công nghệ mật mã lượng tử
Những thực nghiệm đầu tiên về mật mã lượng tử được xây
dựng từ năm 1990, và cho đến nay người ta đã xây dựng được
mạng lượng tử với khoảng cách 30-40 kilomet sử dụng đường
truyền cáp quang.

27. ỨNG DỤNG CỦA MẬT MÃ LƯỢNG TỬ
Hai tập đoàn điện tử Nhật Mitsubishi và NEC vừa công bố
một bước tiến lớn trong việc ứng dụng các nguyên lý lượng tử
để bảo mật thông tin máy tính. Họ đã lần đầu tiên kết nối
thành công các hệ thống mật mã của nhiều nhà cung cấp lại
với nhau.

28. ỨNG DỤNG CỦA MẬT MÃ LƯỢNG TỬ(TT)
Mật mã lượng tử cho điện thoại di động
Mã hóa lượng tử đang được Nokia nghiên cứu phát triển. Hi
vọng rằng công nghệ này sớm có mặt trên điện thoại của bạn
trong tương lai

29. ĐỘ AN TOÀN CỦA MẬT MÃ LƯỢNG TỬ
Ngày 27/4/2007, trang nature.com có đăng một tít lớn Quantum
cryptography is hacked. Theo lời tóm tắt thì công nghệ mật mã lượng
tử đã bị bẻ khoá bởi một nhóm nghiên cứu ở MIT. Họ sử dụng cái gọi là
đường dây nghe trộm lượng tử (quantum-mechanical wiretap) để lấy
được 50 % dữ liệu mà không bị phát hiện.
Hai hệ thống phân phối khóa lượng tử công nghiệp đã bị phá(2010)
http://antoanthongtin.vn/Detail.aspx?CatID=c251d538-7a3c-
4fc7-81df-44a2de35883f&NewsID=b0032b78-08d4-4575-
92fc-1c45f476ba6d

30. Máy tính lượng tử với những thách thức lớn
Thế giới đang tập trung nghiên cứu lý thuyết cơ bản của máy
tính lượng tử. Máy tính lượng tử cụ thể đang ở giai đoạn thử
nghiệm. Nhằm ngăn chặn không để máy tính lượng tử “làm
mưa làm gió”. Chúng ta cần có suy nghĩ tích cực hơn về những
mật mã mà có khả năng chống lại máy tính lượng tử càng sớm
càng tốt.

31. TÀI LIỆU THAM KHẢO
•
https://vi.wikipedia.org/wiki/M%E1%BA%ADt_m%C3%A3_l%C6%B0%
E1%BB%A3ng_t%E1%BB%AD
• http://tailieu.vn/doc/bao-cao-tot-nghiep-tim-hieu-mat-ma-luong-tu-
1231066.html