新華社合肥11月9日電（記者戴威）記者從中國科學技術大學獲悉，該校潘建偉院士,、張強教授等與上海交通大學郁昱教授,、清華大學馬雄峰副教授、南方科技大學范靖云教授等研究者合作,，首次實現(xiàn)一套以器件無關量子隨機數(shù)產(chǎn)生器作為熵源,，以后量子密碼作為身份認證的隨機數(shù)信標公共服務，將其應用到零知識證明領域中,，消除了非交互式零知識證明中實現(xiàn)真隨機數(shù)的困難所帶來的安全隱患,，提高了非交互式零知識證明的安全性。

　　零知識證明是一種基本的密碼學工具,，允許互不信任的通信雙方之間,，一方向另一方證明某個命題的有效性，同時不泄露任何額外信息,。非交互式零知識證明是零知識證明的一種最重要的變體,，其特點是通信雙方無需多次信息交換。由于其簡單易行并且互相通信次數(shù)少,，非交互式零知識證明廣泛應用于數(shù)字簽名,、區(qū)塊鏈和身份認證等領域。常用的非交互式零知識證明系統(tǒng)的安全性建立在生成可信的真隨機數(shù)的假設之上,，然而,，實際應用中，由于真隨機數(shù)生成器難以實現(xiàn),，通常會使用確定性的偽隨機數(shù)算法來替代,。此前已有研究指出，這種方法會產(chǎn)生潛在的安全隱患,。

　　量子物理學的內(nèi)稟隨機性為解決這一安全隱患提供了全新方案,。特別需要指出的是，基于無漏洞貝爾不等式檢驗的器件無關量子隨機數(shù)可以提供具有最高安全等級的真隨機數(shù),，其安全性由量子力學基本原理保證,，無需用戶對量子設備進行任何先驗表征或假設。

　　研究團隊曾于2018年在國際上首次實現(xiàn)可抵御量子攻擊的器件無關量子隨機數(shù),，隨后于2021年提升了隨機數(shù)產(chǎn)生速度,。在此次研究工作中，研究團隊搭建了一個基于器件無關量子隨機數(shù)的信標公共服務系統(tǒng),，并利用該系統(tǒng)設計并實施了一種不依賴于真隨機數(shù)假設的非交互式零知識證明方案,。該隨機數(shù)信標服務可以實時向公眾廣播生成的隨機數(shù),。此外，為確保隨機數(shù)在廣播過程中的安全性,，研究團隊還采用了可以抵御量子攻擊的量子安全簽名算法,。隨后，研究團隊利用接收到的器件無關量子隨機數(shù)代替之前的偽隨機數(shù),，構(gòu)建并實驗驗證更安全的非交互式零知識證明協(xié)議,。

　　據(jù)了解，此次研究工作首次將量子非局域性,、量子安全算法和零知識證明3個不同的領域結(jié)合起來,，大幅提升了零知識證明的安全性，其中構(gòu)建的面向公眾的隨機數(shù)服務在密碼學,、彩票業(yè)和社會公益等領域有著重要的應用潛力,。

　　日前，相關研究成果發(fā)表于國際權(quán)威學術期刊《美國國家科學院院刊》,。