量子計(jì)算技術(shù)及其在信息安全中的應(yīng)用研究.pdf

1、量子計(jì)算是應(yīng)用量子力學(xué)原理來進(jìn)行有效計(jì)算的新穎計(jì)算模式，它借助量子位的態(tài)疊加特性能能夠?qū)崿F(xiàn)傳統(tǒng)計(jì)算機(jī)無法實(shí)現(xiàn)的并行計(jì)算。量子計(jì)算對(duì)于在物理上具體實(shí)現(xiàn)量子密碼、量子通信和量子計(jì)算機(jī)均具有實(shí)際的意義，目前它已成為智能信息處理中的一個(gè)研究熱點(diǎn)，特別是在信息安全中具有廣闊的應(yīng)用前景。 本論文在分析量子計(jì)算技術(shù)基礎(chǔ)上，提出改進(jìn)的量子搜索算法以及量子計(jì)算智能算法，并應(yīng)用于背包公鑰密碼系統(tǒng)、數(shù)據(jù)庫(kù)挖掘和網(wǎng)絡(luò)異常入侵檢測(cè)等信息安全領(lǐng)域。主要研究

2、內(nèi)容和創(chuàng)新性工作如下： （1）提出了一種改進(jìn)的Grover 量子搜索算法。 由于Grover 量子搜索算法及Long的改進(jìn)算法均無法達(dá)到100％成功概率的搜索結(jié)果, 為此在Long 的改進(jìn)算法基礎(chǔ)上研究了一種新的搜索算法，即主要將相位取反替換成一個(gè)具有自適應(yīng)調(diào)整特點(diǎn)的、與目標(biāo)數(shù)據(jù)量和數(shù)據(jù)總量有關(guān)的相位旋轉(zhuǎn)，當(dāng)目標(biāo)數(shù)據(jù)量為數(shù)據(jù)總量的1/2時(shí)，將數(shù)據(jù)總量擴(kuò)展成2倍，這樣的搜索算法可以做到100％的成功概率。仿真實(shí)驗(yàn)表明其改進(jìn)

3、算法效果顯著。 （2）提出了基于量子粒子群優(yōu)化算法（QPSO）的加權(quán)最小二乘支持向量機(jī)（WLS-SVM）方法。 從量子力學(xué)的理論支撐---薛定諤方程入手，將量子不確定性原理與再現(xiàn)群智能技術(shù)的粒子群優(yōu)化算法（PSO）結(jié)合在一起，構(gòu)造出量子粒子群優(yōu)化算法（QPSO），進(jìn)而得到一種基于QPSO的WLS-SVM算法，其中將LS-SVM的核函數(shù)進(jìn)行重組，構(gòu)成混合核函數(shù)，提高了泛化能力；在LS-SVM 中增加一個(gè)自適應(yīng)權(quán)值，可以實(shí)現(xiàn)

4、對(duì)不同數(shù)據(jù)的自適應(yīng)變化； 采用QPSO算法作為WLS-SVM的學(xué)習(xí)算法，可以加快迭代收斂速度和提高分類精度。 （3）研究了量子計(jì)算技術(shù)在信息安全中幾個(gè)方面的應(yīng)用。 將改進(jìn)的Grover量子算法分別應(yīng)用于背包公鑰密碼系統(tǒng)和數(shù)據(jù)庫(kù)挖掘，在背包公鑰密碼系統(tǒng)中可以實(shí)現(xiàn)對(duì)密鑰的快速準(zhǔn)確的搜索，達(dá)到100％的搜索成功概率。在數(shù)據(jù)庫(kù)挖掘中對(duì)模式集中的目標(biāo)態(tài)進(jìn)行搜索，加快了搜索時(shí)間、提高了搜索精度，其應(yīng)用效果遠(yuǎn)優(yōu)于傳統(tǒng)搜索算法。