【摘 要】
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我国商密标准SM4算法已成为ISO/IEC国际标准,本文主要研究该算法的的量子实现.基于对表面码的特性以及量子纠错的综合考虑,本文将量子比特数、通用量子逻辑门数、量子电路深度以及量子电路的depth-times-width值等作为统计参数.首先,探讨并提出了SM4算法S盒的量子优化实现方案.同时,结合算法自身结构的性质以及本文提出的S盒量子实现的特点,设计了SM4算法量子实现的整体结构,该结构能有效减少量子比特开销.其次,针对量子比特数和depth-times-width值两种指标,系统地研究了并行实现的
【机 构】
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湖北大学数学与统计学学院应用数学湖北省重点实验室,武汉430062
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我国商密标准SM4算法已成为ISO/IEC国际标准,本文主要研究该算法的的量子实现.基于对表面码的特性以及量子纠错的综合考虑,本文将量子比特数、通用量子逻辑门数、量子电路深度以及量子电路的depth-times-width值等作为统计参数.首先,探讨并提出了SM4算法S盒的量子优化实现方案.同时,结合算法自身结构的性质以及本文提出的S盒量子实现的特点,设计了SM4算法量子实现的整体结构,该结构能有效减少量子比特开销.其次,针对量子比特数和depth-times-width值两种指标,系统地研究了并行实现的S盒数量对SM4算法具体量子实现电路性能的影响.最后,设计了结合Grover算法对SM4进行穷举攻击的量子电路,并评估了该攻击所需的量子资源.
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