量子密码学在网络安全中的前沿应用与挑战

摘要

量子密码学是量子信息论与密码学的交叉学科，其理论根基源于量子力学的基本原理与计算复杂性理论的结合。本文旨在系统研究量子密码学在网络安全中的前沿应用与挑战，结合实验数据与工程案例，揭示其理论价值与实践瓶颈。研究表明：量子密钥分发已实现城域/广域网络规模化部署，合肥量子城域网覆盖53个节点，单链路成码率达10 Kibit/s@50 km,星地通信通过“墨子号”卫星实现洲际密钥速率0.1～1 Kibit(误码率<4%)。抗量子密码技术在美国国家标准与技术研究院(National Institute of Standards and Technology, NIST)标准化推动下进入工程化阶段，格基算法Kyber-512在Intel Xeon处理器上实现加解密1.5μs/次，功耗0.22 mW/次，性能较RSA-3072提升2个数量级。

关键词

量子密码学 / 量子密钥分发 / 抗量子密码 / 格基密码 / 后量子密码学 / 网络安全