BB84量子密钥分配方案的改进

从分析经典量子密钥分配协议——BB84协议入手,发现了其在通信效率上存在问题,并由此出发提出了一个新的改进方案。并将此方案与原方案进行比较,分析了此方案在通信效率和安全性上的变化,从实用性方面在两者之间取得了一个较好的平衡点。     

量子纠错码在安全性证明中的应用研究

针对BB84协议,简要介绍3类量子密码安全性证明方法,深入研究了基于纠缠提纯和基于量子CSS码的安全性证明方法。重点分析量子纠错码在Lo-Chau和Shor-Preskill两类代表性方案中的应用,同时研究了两类等价性:单向纠缠提纯和量子纠错以及纠相位错和去窃听者纠缠。通过举例具体分析并实现了量子纠错码在安全性证明中的作用,验证了基于纠缠的量子密钥分配协议与标准BB84协议安全性分析之间的等价性,证明了纠比特错和纠相位错的可分离性,充分体现了量子纠错码在安全性证明中的重要作用。     

一种基于六态量子密钥的图像加密算法

鉴于现有图像加密技术的局限性以及量子密钥分配方案的高度安全性,提出一种基于六态量子密钥的图像加密算法。在四态方案(BB84协议)两组共轭基的基础上,引入1对旋转测量基构成六态方案基矢空间;由六态方案产生随机的二进制密钥串,将密钥串与图像数据进行异或运算,对图像数据置换,实现图像的加密。实验结果与安全性分析表明:新算法密钥空间增大,可抵御穷举攻击;明密文相关度低,可有效抵御选择明文攻击;算法对密钥初始值敏感性强,安全性提高。     

基于QSA的量子密钥协商协议内部攻击分析

量子密钥协商(QKA)是量子密码学的一个重要分支,公平性和安全性是其需要满足的两个关键要求。然而在QKA协议的设计过程中,公平性并没有引起足够的重视。近期有学者提出了一种基于量子搜索算法(QSA)的QKA协议。通过利用贝尔态的纠缠性质对该协议进行内部攻击分析,发现第1个参与者可以在不被接收者检测到的前提下操控最终的共享密钥,即该协议不满足QKA协议公平性的要求。为设计更加安全、公平的QKA协议提供思路。     

光纤信道应力作用对量子密钥分发误码率的影响

基于BB84协议原理,构建了应力环境下偏振编码的点对点实际量子密钥分发(QKD)系统。完成了商用光纤信道应力作用下的量子密钥分发实验,对系统主要参数实时采集并进行数据分析。结果表明:随着光纤信道上外界作用力的增加,QKD系统诱骗态和信号态误码率均随之增大,成码率降低;QKD系统所能承受的拉力极值小于压力极值,系统对于拉力变化更为敏感。本研究结果对指导密钥分发在军事和商用保密通信中的实际应用具有一定的参考价值。     

带陷阱的B92量子密钥分配协议

把量子力学应用到密码学中产生了一个新的学科--量子密码学.量子密码提供的密钥交换方式,能够自动检查是否有人在窃听,这是公钥体制所不具备的.对有噪声的B92协议作了一些改进,这种改进的核心思想是在考虑提高传输效率的基础上,发信方故意公布假的测量基,以诱使窃听者现身.考虑到实际应用情况,此方案采用的是在实用中保证安全性的前提下,发送方和接受方通过第三方普通信道协商好量子接收的规则,从而大大提高了传输的效率.这种改进方案对其他带有噪声的量子密码协议同样适用.     

偏振模色散对量子密钥分发影响分析

受偏振模色散的影响,单光子偏振态在光纤传输过程中会发生随机缓变,从而在接收端引起误码增加．为保证密钥分发的顺利进行,必须有一种精确的偏振角旋转测量方法,以便对发送偏振态进行预校正．论文将双平衡探测结构引入BB84模型中,利用半正定算子值测量建立了接收端在偏振模影响下的误码率模型．其中双平衡结构利用Wollaston棱镜检测偏转角,并用双路输出消除探测器误差带来的影响,可使分辨率提高到0.1°．利用误码率模型计算表明,这种新的密钥分发方法可将误码率降低至3.05×10^-6．     

高效的量子密钥分配协议

为提高量子密钥分配协议的密钥生成率, 构造了一组两方三级系统的完备正交归一化基. 利用该正交归一化基和交换粒子之间的纠缠提出了一种量子密钥分配协议. 三级可以推广到多级,利用粒子之间的纠缠交换和多级密钥分配可以极大地提高检测窃听的效率、密钥生成率以及信息容量.     

一种基于有限自动机的量子密码

在经典密码体制中有限自动机密码的基础上,提出了一个基于测不准原理的量子密码技术新方案,使得量子密钥传递过程的理想传输效率达到100%。在保证安全性的同时提高了传输速率,并且无须在公开信道上申明任何测量结果。     

一种量子密钥分发和身份认证协议

提出了一种基于量子纠缠态和非正交态的密钥分发及身份认证协议.其中纠缠态粒子用来分发密钥,非正交态粒子用来认证身份和检测量子信息有无被窃听.两者用"按密钥穿插"的方法混合在一起进行传输.由于非正交态粒子的双重作用,不但使得认证过程中不必传递经典信息,而且提高了密钥分发效率.另外此协议同时完成了密钥分发和身份认证,有效防止了以往所提出的协议中可能存在的假冒问题.     

基于椭圆曲线密码的可认证密钥协商协议的研究

基于椭圆曲线Diffie-Hellman问题,提出采用共享口令机制的基于椭圆曲线的可认证密钥协商协议(ECAKA),协议安全性依赖于椭圆曲线离散对数难题。该协议提供身份认证、密钥确认、完美前向安全性,并能够防止中间人攻击。     

Needham-Schroeder密钥分配协议的改进

分析总结了密钥分配协议及其４种常用的攻击方法,指出了Ｎｅｅｄｈａｍ－Ｓｃｈｒｏｅｄｅｒ公钥系统密钥分配协议存在的一些缺陷,并分析了一些文献改进方案的不足,最后给出了一种简单的改进方案．     

量子密钥分发中身份认证问题的研究现状及方向

本文详细介绍了几种主要的量子身份认证协议,提出量子身份认证的具体要求,并对这个领域今后的发展方向进行了展望.