量子密钥分发系统的现实无条件安全性

量子密钥分发系统由于能够提供一种物理上安全的密钥分发方式,因此成为量子信息领域的研究热点,其中如何在现实条件下保证量子密钥分发的无条件安全性是该领域的一个重要研究课题。从经典保密通信系统中具有完善保密性的一次一密体制出发,介绍了量子密钥分发系统的应用模型和整体保密通信系统的安全性基础,以及自第一个协议被提出以来量子密钥分发现实无条件安全性的研究进展,重点介绍了针对现实条件安全漏洞的各种类型的量子黑客攻击方案、防御方式,以及最近两年被广泛重视的与测量设备无关的量子密钥分发系统的理论和实验进展。

B92量子密钥分配协议的变形及其无条件安全性证明

分析了Shor和Preskill证明BB84量子密钥分配协议无条件安全性的方法 ,指出不能用Shor Preskill方法直接证明B92量子密钥分配协议的无条件安全性。同时借鉴Shor Preskill方法 ,引入一种将B92协议转化为BB84协议的变换 ,通过证明该变换过程不会泄漏密钥信息给窃听者 ,以此证明B92协议的无条件安全性 .也解决了Lo等人提出的关于用Shor Preskill方法证明B92协议的困难 .

应用量子盲签名和群签名的电子支付系统

提出了一个基于量子群签名和盲签名电子支付系统的实现方案。基于经典的签名的现有的电子支付系统不能保证无条件安全性。与经典的电子支付系统不同,提出的方案既能满足电子支付系统的需求,又能实现无条件安全。应用量子密钥分发技术,量子一次一密算法和审计机制实现了基于量子签名的电子支付系统。

互联网中任意终端间量子密钥中继协议

提出了量子密钥中继的概念及协议。利用量子纠缠特性或者量子隐形传态可以实现不相邻两台终端设备间共享量子密钥,即量子密钥中继,最终实现互联网中任意终端间的量子密钥共享,并具有无条件的安全性。

量子通信的前沿、理论与实践

量子通信是量子信息科学的重要分支,其中最重要的两个应用是量子密钥分发和量子隐形传态。量子密钥分发可为通信双方提供无条件安全的密钥分发方式,其理论安全性由量子力学规律保证。量子密钥分发因其无条件安全的特点受到广泛关注。本文通过对量子密钥分发的广泛调研,系统地介绍了量子密钥分发的主要内容、理论安全性证明现状和实际安全性证明现状,着重介绍了诱骗态方法和测量装置无关的量子密钥分发方案;同时针对量子密钥分发在信道衰减严重时面临的问题做了系统调研,介绍了目前学术界对该问题的主流解决方法,即量子中继或卫星中继;最后指出量子密钥分发已经由理论模型发展到实际系统,为后续开展量子密钥分发相关研究提供了有益参考。

四维Hilbert空间上的量子密钥分配协议

文中抽出了在4维Hibert空间上的量子密钥分配算法,构造了三种测量基来应对能在两个量子比特上出现的所有错误,保证了窃听检测过程的有效性,从而提供了无条件安全性的根本依据,该协议的最大优势在于显著节省上了量子和经典信息的通信量。

基于纠缠相干性的量子投票方案

提出了一个基于3粒子态纠缠相干性的量子投票方案,利用量子力学的物理特性来实现投票、计票和即时监督.此外,方案还采用了量子密钥分配和一次一密算法,克服了传统电子投票协议中普遍存在的计算安全性的局限,具有无条件安全性.

一种新的双模态光源诱骗态量子密钥分配方案

提出了一种新的基于双模态光源的被动诱骗态量子密钥分配通用方案.作为双模态之一的标记态,在发端经过分束和检测后获得4类探测结果,据此,将作为信号态的另一模式分成4个非空脉冲集合,从而利用这4类脉冲进行参数估计和密钥提取.同时,基于预报单光子源和标记配对相干态光源对此方案展开了性能分析,讨论了发端探测器不同探测效率对系统性能的影响,并对实际系统进行了统计波动分析.仿真结果表明:方案性能在误码率和安全传输距离(可达198.6 km)方面都优于现有基于不同光源的3强度诱骗态量子密钥分配方案;采用标记配对相干态光源的各方面性能均优于采用预报单光子源;密钥生成率随发端探测效率的增大而增大;考虑统计波动时,标记配对相干态光源的有效性也要优于预报单光子源,且其数据长度为109时,此方案最大安全距离达到164 km;此方案仅需使用单一强度脉冲,在降低调制光源实现难度的同时又提升了系统性能,对QKD系统的工程实现具有一定的参考价值.

基于监狱模型的量子隐蔽通信协议

提出了一个监狱模型下的隐蔽通信协议。协议利用量子稠密编码原理来实现,达到同时对所传输信息内容的保密以及通信过程隐蔽的目的,且具有无条件安全性和对攻击者的可检测性。本协议在军事以及高机密民用隐蔽通信领域将发挥重要作用。

设备无关量子密钥分配方案研究

分析了系列设备无关量子密钥分配方案——全设备无关、半设备无关、单边设备无关及测量设备无关四类量子密钥分配方案的工作原理,阐述了其发展现状,总结了各自的优点和缺陷,并结合实际系统对下一步量子密钥分配的研究提出了建议和展望。

基于冗余信息的量子隐蔽通信协议

提出一个基于冗余信息的量子隐蔽通信协议。现行的经典隐蔽通信协议难以实现真正的无条件安全,且对中间监视人的攻击无法进行有效检测。将量子比特的相关特性应用于经典隐蔽通信中,利用量子隐形传态原理,提出了一个利用稠密编码通信中量子信道检测阶段共享的冗余EPR纠缠粒子对实现隐蔽通信协议,能够同时实现对所传输信息内容的保密以及通信过程的隐蔽,且具有无条件安全性和对攻击者的可检测性。