我國科研團隊合作實現(xiàn)基于器件無關(guān)量子隨機數(shù)信標的零知識證明
近日,中國科學技術(shù)大學潘建偉、張強等,聯(lián)合上海交通大學、清華大學、南方科技大學等,首次實現(xiàn)了一套以器件無關(guān)量子隨機數(shù)產(chǎn)生器作為熵源,以后量子密碼作為身份認證的隨機數(shù)信標公共服務,將其應用到零知識證明(ZKP)領(lǐng)域中,消除了非交互式零知識證明(NIZKP)中實現(xiàn)真隨機數(shù)的困難所帶來的安全隱患,提高了NIZKP的安全性。相關(guān)研究成果發(fā)表在《美國國家科學院院刊》(PNAS)上。 ![]() 零知識證明(ZKP)是一種基本的密碼學工具,允許互不信任的通信雙方之間,一方向另一方證明某個命題的有效性,同時不泄露任何額外信息。非交互式零知識證明(NIZKP)是ZKP的最重要的變體之一,其特點是通信雙方無需多次信息交換。由于簡單易行且互相通信次數(shù)少,NIZKP廣泛應用于數(shù)字簽名、區(qū)塊鏈和身份認證等領(lǐng)域。常用的NIZKP系統(tǒng)的安全性建立在生成可信的真隨機數(shù)的假設(shè)之上。而實際應用中,由于真隨機數(shù)生成器難以實現(xiàn),通常會使用確定性的偽隨機數(shù)算法來替代。已有研究認為,這種方法會產(chǎn)生潛在的安全隱患。 量子物理學的內(nèi)稟隨機性為解決這一安全隱患提供了全新方案。特別地,基于無漏洞貝爾不等式檢驗的器件無關(guān)量子隨機數(shù)(DIQRNG)可以提供具有最高安全等級的真隨機數(shù),其安全性由量子力學基本原理保證,無需用戶對量子設(shè)備進行任何先驗表征或假設(shè)。該團隊于2018年在國際上首次了實現(xiàn)可抵御量子攻擊的DIQRNG,并于2021年提升了隨機數(shù)產(chǎn)生速度。 |