基于密钥位协商的多路径量子密钥协商技术研究

提出了在多路径、多用户QKD网络环境中利用密钥位协商技术在任意两个QKD节点之间进行量子密钥协商的安全机制。采用基于密钥位协商的多路径量子密钥协商技术,入侵者如果要获取两个QKD节点之间的最终会话密钥,将不得不侵入网络中的所有中继设备并截获所有可能路径上的信息。分析结果表明,该方法使得网络中任意两个QKD节点之间的密钥协商安全性均得到较大提高。     

基于回溯的QKD网络随机路由选择算法研究

为了解决已有的基于信任中继的QKD网络路由方案存在的密钥浪费、传输效率低下等问题,该文针对已有的路由算法进行改进,提出了一种基于回溯的随机路由算法.该算法在选路过程中对每个分支添加回溯点,针对已选路径传输过程中遇到某条链路密钥量不足的情况,通过查找最近的回溯点,从回溯点开始沿着随机选择的新路径重新进行密钥传递.对比实验...     

电离层E层对星地量子密钥分发特性的影响

研究了采用3种不同波长信号进行通信时电离层E层对星地量子密钥分发系统特性的影响。首先，建立了电离层E层的传输模型，并得到了电离层E层的链路衰减计算式；分析了太阳天顶角和信号传输距离对3种波长信号链路衰减的影响。通过仿真实验分析了信道容量、纠缠保真度、量子误码率以及安全密钥率随太阳天顶角和信号传输距离的变化关系。结果表明，在实际应用中，为了获得较好的量子通信特性，推荐使用短波长量子信号，并尽量避免在中午前后传输量子信号。     

一组新的Ad Hoc快速组密钥协商协议

基于离散对数的安全性,提出一个能在小型Ad Hoc网络中快速建立组密钥的FGKA(Fast Group Key Agreement)协议．该协议利用组织者选择的秘密参数,结合所有成员的密钥贡献信息产生组密钥值．再利用密钥生成树建立方法构造k叉树结构,将上述协议扩展为AT-FGKA(Arbitrary Topology-FGKA)协议,该协议能适应任意拓扑结构,并能满足大型Ad Hoc网络的需要．描述了相应的成员加入与退出的协议,并对协议进行了安全性分析和效率比较,结果表明     

地磁场对星地量子密钥分配的影响

偏振跟踪技术是自由空间量子密钥分配中的关键技术之一．本文建立了星地量子密钥分配链路模型,研究了地磁场对光子偏振态大气传输的影响．理论分析和数值计算结果表明,光子在大气传输过程中,光振动平面会发生旋转,旋转角度的量级为10^-3tad．     

簇状传感器网络临时分类密钥管理协议

提出了一种基于密钥树的簇状传感器网络临时分类密钥管理方法.采用DH密钥协商算法和逻辑密钥树分发节点间通信使用的三类密钥;使用事件激发来启动密钥系统更新,以确保网络拓扑变化时的密钥安全.实验表明密钥协商算法适当地增加计算量,但有效地降低了通信负载,并且减少了密钥占用的存储空间;动态更新策略能自适应网络拓扑变化,提高了密钥系统的安全性.     

量子密钥误码系数分析及对密钥分配的影响

分析了基于微弱相干脉冲量子密钥分配的误码系数,结果表明,误码系数并非为一固定常数,而是随着传输距离增加而变化。根据实验数据对误码系数与传输距离之间的关系进行了函数拟合,3个实验小组数据拟合出能够很好地符合同一指数函数形式。利用拟合的误码系数对诱惑态下BB84量子密钥分配方案的平均光子数进行了优化,根据优化结果,利用GYS的实验参数分析了Lo等人提出的诱惑态量子密钥效率表达式,结果表明,误码系数修正后的表达式具有更高的密钥生成效率空间。     

批密钥更新算法设计及性能优化

针对传统单次密钥更新方法存在低效、数据和密钥不同步等问题,提出了MBBR(Marking Based Batch Rekeying)算法。在此基础上,采用单向散列函数和异或运算计算更新密钥,并建立密钥更新消息,提出了ITBR(Improved Tree-based Batch Rekeying)算法。该算法先计算密钥树中所有更新节点的新密钥,然后发送所有的更新消息,从而避免了数据和密钥不同步的问题。对服务器的更新开销进行了理论分析,建立了更新开销的精确计算模型。分析表明,ITBR算法具有很强的安全性;仿真结果表明,ITBR算法的平均更新开销约为MBBR算法平均开销的45.6%,采用该算法可以显著提高密钥更新效率和通信性能。     

同组多会话共享密钥树的组播密钥更新方案

该文提出了一种组播组内多个组播会话共享密钥树的密钥更新方案,使更新开销与组播会话数量无关,有效解决具有多个组播会话组播组的密钥更新效率低下的问题.该方案中组成员的私密钥作为共享密钥树的叶节点,组播会话的组密钥作为共享密钥树的扩展根节点.该方案采用的密钥更新算法利用PRF和XOR运算生成更新密钥和密钥更新数据.Linux下原型机系统的仿真结果表明,该方案较传统方案明显的提高了组播组内多个组播会话的通信场景下密钥更新的性能.     

多密钥KDC的安全容错性及其性能分析

通过改变对称密钥体系中用户与密钥分发中心(KDC)之间密钥的组织形式,采用在用户和各个KDC元之间设置不同的密钥加密密钥,以及在一次数据通信前运用多个不同的密钥加密密钥来申请数据密钥的不同部分,然后再拼接成完整的数据密钥,运用该方法来提高整个系统的安全容错性,降低密钥泄露造成的危害,并对其进行安全性能分析。分析结果表明,该文提出的方法增强了整个系统的安全性。     

面向多路径并行数据传输的动态路径选择方法

针对多路传输控制协议联合拥塞控制未考虑丢包率对吞吐量的影响和传统静态路径选择方法降低并行数据传输鲁棒性的问题,提出一种以提升吞吐量为优化目标的基于马尔可夫决策过程的动态路径选择方法. 综合考虑往返时延和丢包率对吞吐量的影响,根据最优策略动态地选取不同的路径进行数据传输,数据传输时不减少路径数量,在不影响并行数据传输鲁棒性的基础上提升吞吐量. 仿真结果表明,在路径参数变化时,所提出的路径选择方法可以更有效地均衡流量,提升吞吐量.     

二诱骗态相位匹配量子密钥分发方案

相位匹配协议是最近被提出的一种能突破密钥容量的量子密钥分发协议,其安全性得到了理论和实践的证明。针对实际应用中光源的非理想性,基于弱相干态光源,提出了一种二诱骗态相位匹配量子密钥分发方案。该方案在简化参量计算式的同时,仅采用2个诱骗态(真空+弱诱骗态)对求解最终密钥生成率的必要参数进行了估计;随后以光纤信道为背景,对该方案在理想及统计波动情况下的性能进行了仿真分析。仿真结果表明:在同等诱骗态数目条件下,二诱骗态相位匹配方案能突破密钥容量的限制,密钥生成效率及最大传输距离均优于BB84协议、测量设备无关协议等;在密钥生成效率及最大传输距离两个性能指标上,理想情况下二诱骗态方案接近已有的三诱骗态方案,但在考虑实际统计波动且数据量小于1014时二诱骗态方案反而更优。     

基于虚拟信道的快速密钥生成协议的安全性分析

在无线安全通信中,产生密钥并且保持其安全性是至关重要的。然而,由于无线信道的广播特性,在密钥分发阶段很容易受到各种攻击。利用多径信道的随机性是解决这一问题的可行方案。为了解决现有的基于物理层的密钥分配协议效率低并且依赖节点或者环境移动性的缺点,文献[12]提出了基于虚拟信道的快速密钥生成协议。该文通过理论证明:在多天线敌手的前提下,该协议不能在实现信息论安全的同时提高密钥生成率的理论上界。因此,该协议不是信息论安全的。     

标记光源的量子密钥分配方案

研究了基于实际系统的量子密钥分配协议.在使用纠缠的基础之上,提出了一种使用光子数可分辨探测器的标记单光子光源的量子密钥分配方案.分析和计算结果表明,该方案不仅可以增加安全通讯的距离,而且可以有效降低对实验技术的要求.     

MANET多路径负载均衡方法

提出了一种移动自组织网络（MANET）中均匀分配业务量、减轻网络局部拥塞的多路径负载均衡方法. 通过基于Bloom滤波器的流量检测方法获得每个节点的负载,在源节点进行负载均衡. 多路径负载均衡方法路径选择标准为链路生存时间、端到端时延和转发路径当前的负载情况. 通过仿真对其性能进行了衡量和分析,仿真结果表明,该方法在分组投递率、端到端时延和所需的控制包开销方面优于传统多路径机制,该方法适用于节点密度较小的场景.      

面向连接的Ad hoc网络多径路由协议

为了在Ad hoc网络中提供面向连接的服务,结合MPLS技术中标签交换路径面向连接的特性和多径路由的特点,提出了一种基于标签交换的Ad hoc网络多径路由(LSMR)协议。在源节点和目的节点间按需建立多条没有交叉节点的标签交换路径,使得数据包的转发完全在链路层完成,不需网络层的介入,加快了转发速度。仿真结果表明,LSMR协议比AODV协议能够降低端到端时延和路由负载,提高数据包的投递率。     

安全智能锁模式应用和关键技术

安全智能锁应用RFID等物联网技术实现对集装箱货物的实施有效监管,是取代机械铅封的有效手段。安全智能锁及其应用平台的建立将极大程度上提高通关转关的效率和水平。通过扩频和载波监听能有效提高信号传输的可靠性,通过休眠和时间窗模式可有效降低功耗,这些关键技术是安全智能锁质量和应用推广的关键。     

失序可控的实时多径传输负载分发模型

提出了一种用于实时多径传输的失序可控的负载分发模型.根据目的端反馈的各条路径的传输质量以及路径之间的失序信息,在源端动态更新各条路径上的负载分配份额,在满足与路径传输质量成正比的负载均衡的同时,最小化目的端的数据包失序风险.仿真结果表明,负载分发模型可有效降低目的端由数据包失序导致的丢包率.