基于Bell态和Bell测量的无信息泄露受控双向量子安全直接通信(英文)

提出一个无信息泄露的受控双向量子安全直接通信协议.协议中合法通信双方Alice和Bob在控制者Charlie的控制下实现彼此秘密信息的安全交换,利用3个Bell态纠缠交换后的测量相关性来克服信息泄露问题.由于该协议仅利用Bell态作为量子资源,而且仅需要进行Bell测量,所以方便实现.安全性分析表明,该协议不仅能检测到外部窃听者的主动攻击,而且还能检测到控制者Charlie的不诚实行为,因此,具备良好的安全性.

基于三粒子W态蜜罐的受控量子安全直接通信协议

三粒子W态作为蜜罐粒子应用于受控量子安全直接通信中,以提高窃听检测率和防止double-CNOT攻击。三粒子W态的每个粒子被随机插入到发送序列中探测窃听,每量子位的窃听探测率达到64%。随机插入的蜜罐粒子可以防止接收者在未经控制者同意获取发送者编码前GHZ态粒子1和粒子2的正确关系,即没有控制者同意接受者无法得到任何秘密信息。在安全性分析中,通过引入熵理论得出了每量子位所能包含的最大信息量,对两种蜜罐策略进行了量化比较。如果窃听者试图窃听秘密信息,用扩展的三粒子GHZ态作为诱惑粒子可以得到每量子位58%的窃听探测率,而用三粒子W态作为诱饵可以得到每量子位64%的窃听探测率。

基于三粒子类GHZ态的受控量子安全直接通信协议

考虑到协议的安全性及控制方的必要性,提出了一种新颖的受控量子安全直接通信协议。协议中由控制方制备和分发信道粒子,并决定是否通信,且控制方的信息对协议的运行起着很大的作用。利用加密后编码操作和引入辅助粒子的方式提高协议的安全性和信息传输量,信息接收方根据处理后的消息进行酉操作,并根据约定的加密规则逆向解码获取秘密信息。所有公布的信息与秘密信息无直接的关联,避免了信息泄露问题。分析结果表明该协议能够抵抗第三方和窃听者的攻击,且量子通信效率为28.75%。

基于受控量子安全直接通信的量子投票协议

基于受控量子安全直接通信(CQSDC),提出了一种GHZ-like态的量子投票协议.在所提协议中,监督员Charlie负责建立GHZ-like量子信道,并监督投票者Alice和计票员Bob的行为.Alice根据投票规则和自己的意愿进行投票.Bob在Charlie的帮助下破译投票结果并对其进行计数.所提协议不需要量子态作为票传输于Alice和Bob之间,只需测量自己拥有的粒子,再将信息通过经典比特传输.与其他量子投票协议相比,所提协议充分利用了CQSDC和纠缠交换的原理,显著提高了投票效率.

基于类GHZ态的受控量子安全直接通信

提出了一种基于类GHZ态的可控量子安全直接通信方案.方案中通信三方利用各自手中的纠缠粒子满足经典异或关系的性质,结合控制非门操作,对承载经典信息的量子态进行加密、控制、解密等。并通过插入诱骗光子的方法来防止窃听行为,保障通信安全。安全性分析可知所提方案可以有效探测内部和外部窃听者的窃听行为。同时,通信过程中传送的消息粒子并不是分发的纠缠粒子,因此该方案中纠缠资源可以重复利用。

一种高效的受控量子安全直接通信协议

考虑安全性和效率,提出了一种高效的基于类GHZ态的受控量子安全直接通信(CQSDC)协议。此协议中,接收方得到控制方的允许后才能恢复发送方的秘密消息,所提出协议安全、高效。结果表明预备阶段的窃听和CNOT攻击检测可以保证类GHZ态共享的安全性;利用消息来控制操作可以减少量子态的使用,从而提高效率;接收方的合法态是四个Bell态中的两个,若存在CNOT攻击,可能会出现非法态,这使得接收方在安全直传阶段也能主动发现CNOT攻击行为;通过对比证明了提出方案的高效性。

基于cluster态的信道容量可控的可控量子安全直接通信方案

提出了一种基于五粒子cluster态的信道容量可控的可控量子安全直接通信方案.通信三方利用五粒子cluster态自身的粒子分布情况,结合诱骗光子,对粒子分别做Z基单粒子测量和Bell基测量,便可完成信道的第一次安全性检测.通信控制方Cindy通过对手中的粒子序列随机选用测量基(Z基或者X基)测量来决定信道容量,并通过经典信道公布结果.发送方Alice将要发送的信息以及校检信息用于对手中的粒子序列进行幺正操作编码,并插入诱骗光子后将编码后的粒子序列发给接收方Bob并通过经典信道告知其诱骗光子的位置信息.Bob接收到粒子序列后,按照经典信道Alice发送的信息,结合Cindy公布的信息,剔除诱骗光子后按照一定的规则对手中的两组粒子序列进行Bell基测量,便可解码完成第二次安全性检测以及得到Alice发送的信息.通过对五粒子cluster态的纠缠结构性质进行分析,阐明了五粒子cluster态在该方案中所表现出的特点的物理缘由.结果表明,只需变化测量基的规则和用于编码的粒子,可以将该方案推广成可控双向量子安全直接通信.

基于高维单粒子态的双向半量子安全直接通信协议

本文设计了一个基于高维单粒子态的双向半量子安全直接通信协议,该协议包括量子方Alice和经典方Bob,每个参与方可以同时接收和发送秘密信息.协议中的经典方Bob无需具备量子态检测能力,因此该协议在现有技术条件下更易实现.安全性分析表明:在不被合法通信者发现的情况下,截获重发、测量重发、篡改攻击以及纠缠攻击等常见攻击手段均无法获取秘密信息.此外,该协议利用高维单粒子态作为信息传输的载体,这有效提高了秘密信息的传输效率.

一种星型网络中的双向量子安全直接通信方案

基于三粒子GHZ态特点,结合其在星型网络中的通信应用,提出了一种双向量子安全直接通信方案。通过对三粒子幺正变换的设计,可实现双向通信中一对量子传输4 bit经典信息,提高了通信效率。方案的安全性分析表明,利用GHZ态粒子间所选择的幺正变换及测量相关性可抵御窃听者的被动式和截获重发式攻击。该方案具有较高的通信效率,并且保障了信息的安全传输。

任意二量子态的混合双向受控量子通信

以九量子纠缠态为量子信道,提出了任意二量子态的混合双向受控量子通信协议.在该协议中,位于遥远两方的Alice和Bob既是发送者又是接收者,Alice能够传送一个未知任意二量子态给Bob,同时Bob也能够帮助Alice远程制备一个任意二量子态.该协议表明:仅当发送者与控制者相互合作,量子任务才能成功完成,且总的成功概率为100%.

基于双向量子隐形传态上的双向量子安全直接通信

提出了一种利用EPR对和纠缠交换的双向量子隐形传态;在这个协议中,双方可同时发送一个未知的单一量子比特给对方,而且在实际操作中比以前的提出的协议更加简单;利用提出的双向量子隐形传态,建立了一种新的双向量子安全直接通信协议,协议在通信过程中不需要传递携带秘密信息的量子比特,大大提高了量子通信的安全信.

利用纠缠GHZ态实现受控的量子确定性安全通讯(英文)

提出一个受控的量子确定性安全通信方案,在通信过程中,纠缠GHZ态用作量子信道,秘密信息的编码和破解是通过受控的量子纠缠交换和局域酉变换实现的。此方案是安全的。关于此方案安全性的证明和两步方案[Phys.Rev.A68 042317]的安全性是一样的。此方案也可以推广到有多方控制者参与的情形。

基于部分纠缠态的高效量子安全直接通信

基于两粒子部分纠缠态提出一种高效量子安全直接通信方案。该方案利用诱骗态来检测窃听,协议安全性等价于BB84协议的安全性。通信双方分别通过受控非操作和局域幺正变换编码秘密消息,利用von Neumann测量,结合经典通信实现秘密消息的高效直接传递。与现有协议不同,通信双方通过不同的操作编码和传输秘密消息,共享两个不对称的量子信道,同时在恢复秘密消息时通信双方各自持有攻击者不能掌握的关键量子比特,使得协议在理想和噪声信道中均安全。所有纠缠比特都用于传输秘密消息,协议的量子比特效率较高。

一种基于GHZ-like态的量子匿名投票协议

针对现有量子分配式投票协议中存在投票效率普遍偏低的情况,利用三粒子GHZ-like态的纠缠特性提出一种量子匿名投票协议;结合实例,阐述量子投票协议整个过程的步骤;最后对该协议的安全性和效率进行分析.该协议采用GHZ-like态作为投票协议所需的量子纠缠态,投票者只需要对单粒子进行酉操作,降低了对参与者设备和能力的要求;且整个投票过程都在第三方监督者的监督下,实现了匿名投票.研究结果表明,该协议能够同时抵御外部窃听攻击和不诚实投票者的多次投票行为,且投票效率显著提高.

基于非对称3粒子纠缠态的超密编码安全通信

提出一种采用非对称3粒子纠缠态受控量子超密编码安全通信方案,通过引进一个辅助粒子d并构造酉变换矩阵,完成Alice到Bob的信息传送.Cliff作为测量者通过调整局部测量算子的角度来控制发送者(Alice)传送给接收者(Bob)的信息量,从而实现量子安全通信,此方案可以应用到其他非对称3粒子纠缠态的受控超密编码.

通过五粒子信道的非对称双向量子信息传输

利用一个五粒子团簇态为信道,分别提出了三个关于二粒子态和单粒子态的双向受控量子信息传输协议。在第一个协议中,通过引入辅助粒子,实施受控非门运算和Bell态测量,Alice能把二粒子未知态传送给Bob,同时Bob也能把单粒子未知态传送给Alice。在第二个方案中,通过引入辅助粒子、巧妙构造正交基和执行单粒子投影测量,Alice能帮助Bob远程地制备二粒子已知态,同时Bob也能帮助Alice远程地制备单粒子已知态。由于他们充分利用了前馈策略去构造测量基,制备任务能够完美完成。在第三个方案中,结合前两个方案的特点,Alice能成功将二粒子未知态传送给Bob,Bob也完美地在Alice处制备单粒子已知态。上述三个方案离开监控者的允许是不能实现的。

利用纠缠交换后的测量相关性和降低传输效率防止量子对话发生信息泄露(英文)

针对量子对话协议信息泄露导致的安全威胁,提出一个无信息泄露的受控量子对话协议,使控制者Alice能够控制Bob和Charlie通信双方之间的双向通信.该协议充分利用两个最大纠缠的GHZ态纠缠交换后的测量相关性和降低传输效率来防止信息发生泄露;同时,不需要进行GHZ基测量而只需要进行Bell基测量.安全性分析表明,该协议能够检测到外部窃听者发起的截获-重发、测量-重发和纠缠-测量等主动攻击.

六量子团簇信道的非对称双向受控远程态制备

用六量子团簇态作为量子信道,提出一个非对称双向受控远程态制备协议.在该方案中,在监察者Charlie的控制下,Alice能够为Bob远程地制备一个两粒子纠缠态;同时,Bob也能为Alice远程地制备一个任意单粒子态.该方案涉及到单粒子测量、量子受控相位门运算、Pauli算子及经典通信,对于现代光学技术而言,它们是易于物理实现.

以真五粒子非最大纠缠态为信道的双向受控隐形传态

利用投影测量和正算子值测量,分别提出了以真五粒子非最大纠缠态为信道的双向受控隐形传态的两个协议。协议中,作为量子信道的真五粒子非最大纠缠态连接3个合法的参与者;在监督者Charlie的控制下,Alice以一定概率将任意未知单粒子A的态传给Bob,同时Bob也以一定概率将任意未知单粒子B的态传给Alice。这两个协议都是确定性双向隐形传态的推广。

任意二粒子态的受控双向远程制备

以十粒子团簇态为量子信道,提出一个关于任意二粒子纠缠已知态的对称受控双向远程制备协议.该方案表明,在监察者Charlie的控制下,Alice和Bob能够为彼此同时、远程地制备任意二粒子纠缠态.在量子信息的传输过程中,Alice和Bob借助各自掌握的信息和采用前馈策略来构造恰当的策略基,通过经典通信和局域操作,就能以100%的概率成功实现任意二粒子态的远程制备.