TWAPIA 045.4-2021 信息技术 系统间远程通信和信息交换 原子密钥建立与实体鉴别 第4

TWAPIA 045.4-2021 标准在原子密钥建立与实体鉴别领域具有重要意义。本文将聚焦于该标准中新增的“基于量子安全的密钥交换机制”这一条文，分析其应用方法。

在旧版标准中，密钥交换主要依赖于传统的公钥基础设施（PKI）。而新版标准引入了基于量子安全的密钥交换机制，以应对未来量子计算可能带来的威胁。这种机制的核心在于利用量子纠缠态实现双方共享一个不可被窃听的密钥。

假设有一对通信方A和B，他们希望安全地交换密钥。首先，A和B各自生成一组量子比特，并通过量子信道发送给对方。接收方接收到量子比特后，使用预设的测量基进行测量。由于量子力学原理，任何第三方试图窃听都会改变量子态，从而被检测到。

具体操作步骤如下：

1. A和B分别生成n个量子比特，并设置相同的随机数序列作为测量基。

2. A将量子比特发送给B，同时记录下自己的测量基。

3. B接收到量子比特后，根据自己的随机数序列选择测量基并进行测量。

4. 双方公开各自的测量基，保留那些测量基一致的量子比特对应的位串。

5. 对保留下来的位串进行哈希处理，得到最终的共享密钥。

这种方法确保了即使存在潜在的量子计算机攻击者，也无法在不被发现的情况下获取真实密钥。因此，在涉及高安全性需求的应用场景下，如金融交易、军事通信等，采用基于量子安全的密钥交换机制显得尤为重要。