可控量子秘密共享协议窃听检测虚警概率分析

对孙莹等提出的利用Greenberger-Horne-Zeilinger态实现的可控量子秘密共享协议Alice-Bob信道和Alice-Charlie信道窃听检测的虚警概率进行分析,指出该协议窃听检测虚警概率不为0的原因在于窃听检测测量基选择的随机性.然后,提出一种改进的利用Greenberger-Horne-Zeilinger态实现的可控量子秘密共享协议,以确定性的方式选择窃听检测的测量基.理论分析表明,改进的利用Greenberger-Horne-Zeilinger态实现的可控量子秘密共享协议不仅能够以原协议2倍的概率发现任何一个内部不可信方,从而具有更高的安全性,而且窃听检测虚警概率达到0.

干涉型光纤传感系统中窃听检测方法研究

针对阈值判决法误报率高、难以有效区分窃听入侵与其他人为扰动的缺点,分析了用小波包能量分析方法提取的不同扰动条件下干涉信号的特征向量,在此基础上提出了一种可行的窃听入侵检测方法。该判决方法可以有效地对光缆线路上发生的窃听入侵和其他人为扰动进行检测和区分。

基于机器学习的光纤窃听检测方法

光纤窃听是信息安全的重大隐患之一,但其隐蔽性较高的特点导致筛查困难。针对通信网络中面临的光纤窃听问题,提出了基于机器学习的光纤窃听检测方法。首先基于窃听对传输物理层的影响,设计了7个维度的特征向量提取方法;其次通过实验,模拟窃听并收集特征向量,利用两种机器学习算法进行分类检测和模型优化。实验证明,神经网络分类算法的性能优于K近邻分类算法,其在10%分光窃听中可以实现98.1%的窃听识别率。

大规模MIMO系统中基于机器学习的物理层窃听检测技术

无线通信中物理层的安全问题至关重要.有效的物理层安全机制可以为无线通信提供有效的保密机制,为后期保密通信降低系统复杂度.本文提出了一种基于k-means聚类分析技术的主动窃听用户检测方法.该方法无需设计导频序列以及估计合法用户信道统计信息.通过构造一段只有合法用户信息的序列来获取所需聚类信息,进而对基站接收的信号进行窃听检测.仿真结果表明,相较于现有的传统窃听检测方案,本文提出的基于机器学习的方法在性能上有显著的提升.

平面大规模天线阵列的窃听检测方案

物理层安全机制可以为无线通信提供有效的保密机制,为后期保密通信降低系统复杂度。提出了一种基于大规模平面天线阵列的物理层安全机制,即主动窃听的检测方案。该方案针对时分双工模式下的莱斯信道模型,仅在假设合法用户莱斯因子和基站噪声功率已知的情况下,即可有效检测窃听用户。仿真结果表明,所提出的检测方案性能随着天线个数、莱斯因子的增加而提高。此外,该方案的性能不随用户的位置而改变,可在三维空间全方位地检测窃听。

量子密码的窃听检测

量子密码是密码学与量子力学相结合的产物.它具有得天独厚的优势并逐渐成为下一代密码技术中的重要研究分支.与经典密码相比,量子密码最大的优势就是它的可证明安全性和可检测性.分析了量子密码协议中的窃听检测过程并给出一个新的量子密码协议方案.

基于随机矩阵理论的大规模MIMO系统窃听用户检测

针对传统的利用信息论准则检测主动窃听用户方法的弊端,提出了适用于样本数目小于基站天线数目的检测主动窃听用户的算法.通过将线性收缩方法和子空间方法结合,有效地在小样本场景下进行主动窃听用户检测,而不产生额外的计算开销.提出利用大维随机矩阵理论获得对噪声方差更为精确的估计.同时采用线性收缩方法对样本协方差矩阵的特征值进行线性收缩,使其更好地拟合总体协方差矩阵,以提升小样本情况下的检测性能.最后利用子空间方法对线性收缩后的样本特征值进行检测,准确地检测是否存在主动窃听用户.蒙特卡洛仿真结果表明,结合大维随机矩阵理论与线性收缩的检测算法可以在小样本场景中有效检测主动窃听用户.

BB84与B92量子通信加密协议的仿真分析

本文针对量子BB84协议和B92协议的仿真实验开展研究,采用qiskit(pycharm软件数据包)设计了一种仿真实验模型。通过引入误码率、纠错率、协议可靠率指标,仿真分析了两种协议在有无窃听者存在且传输环境有噪声情况下,协议的安全性及传输内容的准确性和健壮性。实验结果表明,B92协议比BB84协议传输效果更佳。

光纤通信窃听及其检测技术探讨

由于光纤通信的容量越来越大,并且许多业务流量涉及敏感和机密信息,这必然吸引一些攻击者进行窃听、假冒甚至实施中断服务攻击;又由于信道故障和严重的信号损耗导致的业务中断都将引起网络拥塞和大量业务流量的丢失。因此,建立快速检测和恢复策略,实现对网络态势的实时监控,并对恶意入侵和光学参数的内在衰减事件进行快速响应,对未来光纤网络的正常运行将起到十分重要的作用。文中主要对光纤窃听方法、光纤窃听检测技术、防范光纤窃听的新技术等进行了介绍和分析。

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d维Bell纠缠态的量子安全直接通信方案

为提高昌燕等提出的量子安全直接通信的通信效率和安全性,设计了基于d维Bell纠缠态的量子安全直接通信方案.通信前发送方(Alice)对d维Bell态粒子进行么正变换来编码秘密信息,将变换后的d维Bell态粒子二序列发送给接收方(Bob),利用通信双方各自的POVM测量结果和Bell态粒子的纠缠特性,结合部分经典信息实现秘密消息的传输。采用熵理论、概率论分析协议的安全性,结果表明提出方案是安全的,且比昌燕等提出方案的传输效率高,窃听探测率也提高了11%。

W态的高维量子安全直接通信

为了解决文献[1]中的一个重大缺陷,同时提高量子通信数据传输效率。我们设计了一种W态的高维量子安全直接通信方案。方案中,为了提高量子通信数据传输效率,我们引入了高维Bell态作为传输粒子,Alice(发送方)根据需要传输的信息,采用密集编码对传输信息序列进行编码,Bob(接收方)通过对接收粒子做联合测量,然后映射出相对应的经典信息。通信双方利用W粒子之间的纠缠特性,将W粒子作为检测粒子,通信双方通过对检测粒子的测量比较,从而实现信道的安全性。之后,采用熵理论和窃听检测分析协议的安全性,证明该方案是安全可靠的,最后计算得量子比特效率为43.8%,同时三粒子W态作为诱饵可以得到每量子位64%的窃听探测率,较扩展GHZ提高了6%的窃听率。

量子纠错码在噪声信道中的量子网络通信方案

提出在实际噪声情况下的小型量子网络直接通信网络模型,在通信之前所有量子网络节点共享多粒子的非最大纠缠态(W态)。发送节点将手中共享的W态的某个粒子作为控制比特、需要传输秘密信息的粒子作为目标比特,通过量子控制非门(CNOT)操作,将需要传输的秘密信息粒子和W态建立纠缠关系,之后通过实际量子信道发送出去;接收节点将手中共享态W态的粒子作为控制比特、接收到的秘密信息粒子作为目标比特,再次应用CNOT门操作从而获得含误码的秘密信息粒子,然后将秘密信息粒子中的检测粒子取出,检测通信过程中是否有窃听者(Eve),并将剩余的秘密信息应用奇偶校验矩阵纠正由于信道噪声引起的量子比特翻转错误。之后对方案的安全、吞吐效率、通信效率等进行了分析和讨论。

多维量子的受控量子安全直接通信

为了提高量子通信数据传输效率和传输过程的可控性,我们设计了一种多维量子的受控量子安全直接通信的方案。方案中,信息发送者(Alice)、信息接收者(Bob)共享多维Bell态粒子。在确认信道安全后,Alice制备编码过的多维单光子序列,然后通过对单光子执行量子受控非操作,使单光子和多维Bell态建立纠缠关系,接着Alice公布自己对手中的粒子的测量结果,控制者(Charlie)对自己手中的粒子进行单粒子的测量。Bob在获得Charlie信息时可以恢复出秘密信息,在未获得Charlie许可的情况下,Bob不能恢复秘密信息。最后采用熵理论和窃听检测分析协议的安全性,证明该方案是安全可靠的,同时和文献^([11])相比每量子位的窃听探测率提高了11%,最后计算在四维Bell态下该协议经典的传输效率为181.8%,量子比特效率为33.3%。

基于信道加密的量子安全直接通信

基于量子信道加密原理,结合Ping-Pong协议控制模式和信息模式的概念,提出了一个量子安全直接通信协议。在此协议中,发送者和接收者用n对Bell态作为量子信道,发送者用controlled-Not操作将单粒子纠缠入量子信道,接收者用controlled-Not操作将单粒子与量子信道解纠缠。通信双方依次执行控制模式和信息模式,控制模式检测窃听,信息模式发送秘密信息。控制模式和信息模式均不会对已建立的量子信道造成破坏,因此建立量子信道的过程仅需执行一次,此后通信双方可以反复进行控制模式和信息模式,从而不断进行窃听检测和秘密信息传输。

基于Bell态的(3,3)量子秘密共享方案

提出一种基于Bell态的(3,3)量子秘密共享方案。信息发送者制备3对处于同一Bell态的纠缠粒子,对其中一个粒子做一局域操作,将所有粒子进行拆分并分别发送给3个接收者;接收者通过测量拆分后的粒子对,对比三者的测量结果可以推算出发送者发送的信息,实现(3,3)量子秘密共享。分析结果表明,该方案可以发现窃听,抵御内部攻击和外部攻击,确保信息的安全性共享,将该方案应用在企业财产管理中,在目前的技术下更加实用。

一种基于4维Bell态粒子和单光子混合的量子安全直接通信改进方案

随着近年来量子密码技术的迅猛发展,作为其重要分支的量子安全直接通信(QSDC)技术也取得了令人瞩目的进展。本文提出了一种依托4维Hilbert空间的QSDC改进方案,该方案混合利用Bell态粒子和单光子并将3比特经典信息加载于1个量子态上以提高编码容量以及信息传输的效率和安全性。

量子密码协议的错误序列模型分析

量子密码协议具有无条件安全特性,其安全性通过窃听检测来保证.为了提高信息序列错误率的估计值精确度,提出了一种错误序列模型分析方法,通过构造法得到错误序列的二阶统计特性,从而通过经典方法对信息序列中错误序列进行预测,最后得到信息序列的错误率.在单次运行协议情况下,提高了窃听检测的精度,适用于其他量子密码协议.

具有自避错传输的量子中继器网络方案

为了实现可靠的、远距离的量子安全通信,提出一种高效的具有自避错传输的量子中继器网络方案。方案中,基于中继器的量子网络利用每个中继器之间进行Con^A_C→D和Rem_B→D操作,最终使得目地中继器和源中继器之间建立Bell态的量子信道,传输的安全性也由Bell态的纠缠特性保证。为了提高量子中继器的抗噪声功能,利用了单光子态自避错传输技术设计了具有避错传输功能的由各种光学元器件组成的量子中继器,利用光子传输的时间差纠正错误,有效地避免了联合噪声对传输信息的影响,使得其他的量子中继器可以顺利恢复出未知信息,大大提高了量子态传输的可靠性。

改进的基于量子信道加密的量子秘密共享协议

改进了一个基于量子信道加密的量子秘密共享协议,原协议曾被证明是不安全的.改进协议不仅解决了原协议存在的安全问题,而且节约了资源并提高了窃听检测率.在改进协议中最重要的特点是即便窃听者中途放弃了窃听,该窃听者曾经的窃听行为仍然有一定的概率被检测到.