2026年量子计算在密码学中的实践与应用试题集

2026年量子计算在密码学中的实践与应用试题集一、单选题（每题2分，共20题）说明：下列每题只有一个最符合题意的选项。1.量子计算机在密码学中最直接威胁的是哪种加密算法？A.RSAB.AESC.ECCD.DES2.Shor算法能够高效破解的密码学问题是？A.大整数分解B.散列函数碰撞C.对称密钥生成D.背包问题3.量子密钥分发（QKD）的核心优势在于？A.提高传输速率B.实现无条件安全C.降低设备成本D.增强抗干扰能力4.量子随机数生成器（QRNG）的关键特性是？A.可预测性B.伪随机性C.量子不可克隆性D.中心化控制5.破解RSA-2048需要多少量子比特（qubit）？A.50B.200C.2048D.40966.量子安全直接密钥交换（QSDKE）基于哪种量子原理？A.量子纠缠B.量子退相干C.量子隐形传态D.量子不可克隆定理7.中国在量子密码学领域的主要突破体现在？A.量子计算机芯片B.北斗量子导航系统C.“墨子号”量子卫星D.量子加密手机8.量子密钥分发的潜在威胁是？A.信号泄露B.中断攻击C.侧信道攻击D.窃听者攻击9.后量子密码学（PQC）主要针对哪种威胁？A.电磁干扰B.量子计算C.软件漏洞D.硬件故障10.量子不可克隆定理在密码学中的意义是？A.量子密钥无法复制B.量子态无法测量C.量子加密不可破解D.量子算法无法实现二、多选题（每题3分，共10题）说明：下列每题有多个符合题意的选项，请全部选出。1.量子计算对现有密码学的威胁包括？A.RSA破解B.ECC失效C.散列函数抗碰撞性下降D.对称加密效率提升2.量子密钥分发系统的关键组成部分是？A.单光子源B.光纤传输链路C.状态测量装置D.传统加密模块3.后量子密码学中，格密码的代表算法有？A.NTRUB.Lattice-basedC.CRYSTALS-KyberD.ECC4.量子计算机对密码学的影响体现在？A.破解非对称加密B.提升对称加密速度C.增强散列函数安全性D.消除侧信道风险5.中国在量子密码学领域的国际合作项目包括？A.中欧量子通信网络B.量子互联网示范工程C.金砖国家量子加密标准D.北约量子安全联盟6.量子随机数生成器的优势是？A.无法预测B.高斯分布C.真随机性D.抗量子干扰7.量子安全直接密钥交换协议的典型实现包括？A.BB84B.E91C.MDI-XD.QKD-20008.后量子密码学标准中，基于格的算法有？A.FalconB.CRYSTALS-DilithiumC.SIKED.ECDH9.量子计算对金融安全的影响包括？A.数字签名失效B.加密交易风险C.量子抗风险认证D.加密货币贬值10.量子密码学研究的热点方向是？A.量子密钥存储B.量子安全区块链C.量子隐写术D.量子物联网加密三、判断题（每题1分，共10题）说明：下列每题判断正误。1.量子计算机可以破解所有现有对称加密算法。（×）2.量子密钥分发目前可实现全球范围的无条件安全通信。（×）3.后量子密码学算法不需要依赖传统计算基础。（√）4.Shor算法可以破解AES-256加密。（√）5.量子不可克隆定理是量子密钥分发的理论基础。（√）6.中国已实现量子密钥分发的商业化应用。（√）7.量子随机数生成器可以替代传统随机数生成器。（×）8.量子安全直接密钥交换依赖于量子纠缠。（×）9.后量子密码学标准尚未得到国际广泛认可。（×）10.量子计算对密码学的影响仅限于学术研究。（×）四、简答题（每题5分，共5题）说明：请简要回答下列问题。1.简述Shor算法对RSA加密的威胁机制。2.量子密钥分发系统如何实现抗窃听？3.后量子密码学的主要研究方向有哪些？4.量子随机数生成器的关键技术原理是什么？5.中国在量子密码学领域的国际贡献有哪些？五、论述题（每题10分，共2题）说明：请结合实际案例或技术原理，深入分析下列问题。1.量子计算对全球金融安全体系的潜在冲击及应对策略。2.量子密钥分发的技术挑战及未来发展趋势。答案与解析一、单选题答案1.A2.A3.B4.C5.B6.A7.C8.D9.B10.D解析：1.RSA依赖大整数分解的困难性，而量子计算机可使用Shor算法高效破解。6.QSDKE基于量子纠缠实现密钥安全分发，而非其他量子现象。二、多选题答案1.ABC2.ABCD3.ABC4.AB5.ABC6.AC7.AB8.AB9.AB10.ABCD解析：1.Shor算法威胁RSA和ECC，散列函数抗碰撞性也受影响。6.QRNG的核心是量子不可克隆性和真随机性。三、判断题答案1.×2.×3.√4.√5.√6.√7.×8.×9.×10.×解析：2.QKD仍受限于传输距离和成本。8.QSDKE基于量子态测量而非纠缠。四、简答题答案1.Shor算法对RSA的威胁：Shor算法通过量子并行计算高效分解大整数，从而破解RSA加密，而传统计算机需指数级时间。2.QKD抗窃听机制：利用量子不可克隆定理，任何窃听行为都会改变量子态，从而被检测到。3.后量子密码学研究：格密码、编码密码、哈希签名、多变量密码等。4.QRNG技术原理：基于量子力学原理（如单光子发射）生成真随机数，避免传统算法的伪随机性。5.中国量子密码学贡献：墨子号量子卫星、量子通信网络示范工程、国际标准参与等。五、论述题答案1.量子计算对金融安全的影响：-潜在冲击：破解数字签名、加密交易，导致金融数据泄露。-应对策略：推广后量子密码学标准（如