抗相关性攻击的太赫兹安全通信技术：采用时域随机化量子噪声流密码

《Optics & Laser Technology》：Correlation-attack-resistant terahertz secure communications with time-domain shuffled quantum noise stream cipher

　　

李小晓|卢张|邓秋卓|奥斯卡斯·奥佐林斯|庞晓丹|于贤斌

摘要

随着人们对太赫兹（THz）无线通信中信息安全的担忧日益增加，量子噪声流密码（QNSC）为缓解潜在威胁提供了一种有前景的解决方案。然而，传统的QNSC仍然容易受到相关攻击的影响。为了解决这个问题，我们提出了一种基于三维（3D）QNSC的光子学安全太赫兹无线通信方案。在该方案中，利用具有内在随机性和不可约性的量子噪声来有效隐藏高阶密文信号，并引入时域混洗操作来随机化传输序列的顺序，从而破坏密钥与种子键之间的相关性，从而有效抵抗相关攻击。实验结果表明，在286 GHz载波频率下，该系统在10米链路上的传输速率为20 Gbps时可实现无误传输；而未经授权的窃听者由于缺乏正确的密钥，其比特错误率接近0.5，无法恢复有效信息。与传统QNSC系统相比，所提出的方法显著增强了对窃听和相关攻击的抵抗能力。因此，3D-QNSC方案为宽带和高度安全的无线通信奠定了基础。