基于W态的量子安全直接通信协议

提出了一种新的两方量子安全直接通信协议。该方案利用有序的四粒子W态作为信息载体,利用幺正变换对秘密消息进行编码,通过当地Bell基测量和经典通信直接传递秘密消息。在理想信道下,协议对于非相干攻击是安全的。该方案的优点在于利用W态作为信息载体,较GHZ态而言,损耗要小得多,并且不需要在量子信道中传输载有秘密消息的量子比特。     

使用Bell态的量子多方秘密共享协议

提出一个n方量子秘密共享协议。该协议使用Bell态粒子,通过参与者陆续进行Pauli操作和H操作完成秘密的共享。在通信方面,该协议利用量子信道完成秘密的直接共享,而经典信道则负责完成安全检验,确保共享过程的安全。在安全性方面,该协议可以抵抗中间人攻击以及内部不诚实参与者攻击。     

利用纠缠态实现任意N粒子量子态的秘密共享

针对量子秘密共享的量子态局限于最大纠缠态的问题,提出一种实现任意N位量子态的秘密共享方案。该方案使用纠缠态作为量子信道,首先发送方对粒子进行Bell基测量,然后接收方Bob或Charlie使用单粒子测量,最后参与者根据Alice和单粒子测量得到的结果,选用合适的联合幺正变换对量子态进行相应的变换,这样可以实现任意N粒子量子态的秘密共享。该方案能够抵御外部窃听者和内部不诚实参与者的攻击,安全性分析表明此方案是安全的。     

基于部分纠缠态的量子安全直接通信协议

提出一种新的带认证的三方量子安全直接通信协议。该方案利用共享的三粒子部分纠缠态和CNOT门来编码和译码,两方可同时向第三方传递秘密消息,共享的部分纠缠态可重复使用。在理想信道下,协议对于非相干攻击是安全的。该方案通过认证可以验证客户端身份的合法性,部分纠缠态在实际中容易制备和保存,能够实现两方同时跟第三方直接通信。     

基于GHZ态的身份认证与密钥分配方案

在量子密钥分配协议中存在这样一个基本假设,即攻击者不能同时获得量子信道和经典信道上的信息;为解决这一假设性难题,对量子的纠缠特性进行了研究,提出一种基于GHZ三重态的身份认证与密钥分配方案,该方案在建立一次量子信道后利用GHZ三粒子的关联性实现通信双方与仲裁第三方三者之间的身份认证,然后利用远程传态实现通信密钥分配以及新认证密钥的分配,确保通信方身份不可伪造与通信信息安全,最后结合常见的攻击方式论证了该方案的安全性。     

基于GHZ态的量子密钥分发协议

摘要：在用户与用户进行量子密钥分发的时候,随着用户数量的增加,用户之间需要建立大量的量子传输信道。基于减少量子传输信道数量问题,本文设计了一种基于GHZ态的量子密钥分发协。该协议由第三方进行粒子分配,利用三粒子GHZ态在Z基和X基下具有不同的表示的特性作为密钥分发的关键点。协议中由第三方向任意两名用户分发密钥,大大减少了量子信道的数量。经过安全性分析,本协议能抵御截获重发攻击,中间人攻击和纠缠攻击,而作为第三方可以是不可信的。     

基于量子理论的多方秘密共享方案的构建

量子的独特性质使它在秘密共享方面有着很大的应用前景,但在现实情况下秘密代理者的数目会根据实际情况的不同而发生变化。本文利用五粒子或六粒子的纠缠量子态构造了五和六秘密代理者数目下的量子多方秘密共享方案,在此基础上将其拓展并构建了在n个秘密代理者情况下的秘密共享方案。这使得秘密共享者在秘密代理者数目发生变化时能够选取合适的量子秘密共享方案。此外,在每种秘密代理者数目情形下都使用基于量子纠缠的量子隐形传态的方式实现秘密共享,进一步增加了方案的可选择性。最后,对提出的量子多方秘密共享方案的安全性进行了分析。     

可验证第三方的量子秘密信息平等互换协议

为了实现通信双方的信息交换,提出一种可验证第三方的量子秘密信息平等互换协议。该协议中,由第三方制备GHZ态,将其中的两个粒子分别发送给通信的双方。通信双方分别对收到的粒子进行泡利操作,然后发送给第三方;第三方对新的GHZ态进行测量并公布测量结果,通信双方根据公布的测量结果能够推测出对方的秘密信息。通过分析可知,该协议能够实现通信双方秘密信息的平等互换,可以对第三方的身份进行认证,第三方负责进行粒子的分发和测量,但不能获得秘密信息。该协议能够检测窃听,同时能够抵御截获重发攻击、中间人攻击和参与者攻击。     

两个基于四粒子纠缠态的量子秘密共享方案

本文分别基于四粒子Cluster态和一个非对称的四粒子纠缠态,提出两个量子秘密共享的方案,其中共享的秘密是未知的单粒子态。秘密的发送者需要对手中的粒子进行Bell基测量,协助者需要对手中的粒子进行测量或者实施幺正操作,最后接收者通过对手中的粒子进行相应的幺正变换或者受控非门操作,就可以重构原始秘密。通过分析表明,任何一个代理者在其他两方协助下是可以恢复秘密的,所以我所提出的方案是高效且安全可靠的。     

基于非最大纠缠GHZ态的一种量子信息集中方案

提出了一种以非最大纠缠的四粒子GHZ态作为量子信道的概率性量子信息集中方案. 方案首先将未知的克隆态与量子信道构造系统态; 其次空间分离的三方对手中的粒子进行Bell测量, 并将测量结果通过经典通信告诉信息恢复者; 最后信息重建者做适当的测量(投影测量或者POVM 测量),将信息集中回单量子态, 从而实现量子信息集中. 进而讨论了方案的安全性和效率, 并与文献[17,23]从多角度进行了比较.     

基于[9]维量子系统上的秘密共享方案

Tavakoli等人利用无偏基的有关循环性质给出了奇素数维上的量子秘密共享方案。针对[9]维上的量子系统给出了相应无偏基,基于这些无偏基的性质构造了相应酉变换,进而构造了一个[(N,N)]门限秘密共享方案,并分析了方案的安全性。     

High-dimensional deterministic multiparty quantum secret sharing without unitary operations

A deterministic multiparty quantum secret sharing scheme is put forward, in which Bell states in high-dimensional Hilbert space are used. Only by preforming High-dimensional Bell measurements, all agents can recover the secret according to the dealer??s announcement when collaborating with each other. It shows that unitary operation for encoding deterministic secret is unnecessary in quantum communication. The security of the transmission of the high-dimensional Bell states can be ensured by randomly using one of the two mutually unbiased bases for eavesdropping checking, and thus by which the proposed quantum secret sharing scheme is secure against usual attacks. In addition, the proposed scheme has three advantages: generality, high resource capacity and high security.     

A dynamic multiparty quantum direct secret sharing based on generalized GHZ states

This paper proposes a new dynamic multiparty quantum direct secret sharing (DQDSS) using mutually unbiased measurements based on generalized GHZ states. Without any unitary operations, an agent can obtain a shadow of the secret by simply performing a measurement on single photons. In the proposed scheme, multiple agents can be added or deleted and the shared secret need not be changed. Our DQDSS scheme has several advantages. The dealer is not required to retain any photons and can further share a predetermined key instead of a random key to the agents. Agents can update their shadows periodically, and the dealer does not need to be online. Furthermore, the proposed scheme can resist not only the existing attacks, but also cheating attacks from dishonest agents. Hence, compared to some famous DQSS schemes, the proposed scheme is more efficient and more practical. Finally, we establish a mathematical model about the efficiency and security of the scheme and perform simulation analyses with different parameters using MATLAB.     

Quantum network dialogue protocol based on continuous-variable GHZ states

Quantum dialogue network, as a considerable topic, promotes high efficiency and instantaneousness in quantum communication through simultaneously deducing the secret information over the quantum channel. A new quantum network dialogue protocol is proposed based on continuous-variable GHZ states. In the protocol, the quantum dialogue could be conducted simultaneously among multiple legitimate communication parties. The security of the proposed protocol is ensured by the correlation of continuous-variable GHZ entangled states and the decoy states inserted into the GHZ states in the randomly selected time slots. In addition, the proposed quantum network dialogue protocol with continuous-variable quantum states improves the communication efficiency with the perfect utilization of quantum bits greatly.     

动态分等级量子比特共享协议

量子秘密共享是量子密码研究的一个重要分支,针对多方共享量子比特情况进行研究,提出一个新的动态量子比特共享协议。此协议中,参与共享的成员是分等级的,量子信息的管理者在无需建立新的量子信道的情况下可对秘密重构系统中的参与者进行裁员。裁员后,管理者通过量子操作可以对量子信息进行更新,而剩余的有效参与者无需对自己手中的粒子执行额外操作就可完成新信息重构。此外,还讨论了协议的正确性、安全性及共享成员的等级性。     

Authenticated semiquantum dialogue with secure delegated quantum computation over a collective noise channel

Semiquantum communication permits a communication party with only limited quantum ability (i.e., “classical” ability) to communicate securely with a powerful quantum counterpart and will obtain a significant advantage in practice when the completely quantum world has not been built up. At present, various semiquantum schemes for key distribution, secret sharing and secure communication have been proposed. In a quantum dialogue (QD) scenario, two communicants mutually transmit their respective secret messages and may have equal power (such as two classical parties). Based on delegated quantum computation model, this work extends the original semiquantum model to the authenticated semiquantum dialogue (ASQD) protocols, where two “classical” participants can mutually transmit secret messages without any information leakage and quantum operations are securely delegated to a quantum server. To make the proposed ASQD protocols more practical, we assume that the quantum channel is a collective noise channel and the quantum server is untrusted. The security analysis shows that the proposed protocols are robust even when the delegated quantum server is a powerful adversary.     

基于GHZ的多用户量子网络密钥传输协议

提出了在一个多用户量子网络中，基于3个粒子最大纠缠态GHZ的密钥传输协议。这个量子密钥传输协议在通信节点和控制中心之间通过多个GHZ对构建安全的密码分配系统。与经典的量子密码术相比，理论分析证明，如果存在窃听者Eve，则他为获得有用的信息会不断向网络引入错误。该网络的节点和控制中心必然发现Eve，从而保证了网络密钥的安全性。     

利用最大真纠缠六方态共享经典秘密信息

纠缠是一种重要的量子信息资源,Bell态、GHZ态等纠缠态被广泛用于量子秘密共享中。Borras等人发现的最大真六方纠缠态在任意的双方割之间具有最大的纠缠值,已经被证明可用于量子隐形传态,并表现良好的性质。通过分析Borras态的结构,利用广义Schmidt分解工具,构造了一个具体的量子秘密共享协议:事先在Alice和4个代理之间共享一个Borras纠缠态,Alice拥有其中2个qubit,代理们分别拥有它的1个qubit,则Alice可在代理间共享2bit经典信息。     

基于贝尔态的半量子安全直接通信协议

针对量子通信网络构建成本昂贵且效率低下的问题,基于贝尔态粒子和半量子理论,提出了一种易于实现的量子安全直接通信模型。首先,量子态的制备、Bell基测量等复杂操作交由拥有全部量子能力的服务端完成,用户端只需完成投影测量或者直接反射两种简单操作;其次,通信双方传输秘密信息前建立的量子信道以及提前共享的安全密钥,可以严格保障秘密信息不被泄露;最后,通过设计的编码规则,使得协议只使用较少量子资源就完成高效的秘密信息直接传输。通过计算可得,提出的量子安全直接通信模型粒子传输效率达到7.69%,安全模型分析表明了提出的通信模型在各种常见的攻击策略下都是安全可靠的。