飞行中继平台的MDI-QKD应用性能

量子密钥分发（Quantum Key Distribution, QKD）技术的应用领域不断拓宽,其良好的安全保密性能可以有效应对通信安全威胁,在航空通信领域,基于航空飞行平台应用量子密钥分发技术有望大幅提升航空通信系统安全性级别,为局部地区保密通信提供可靠保障,进一步提高区域安全通信保障能力。针对非对称传输效率测量设备无关量子密钥分发（Measurement Device Independent QKD, MDI-QKD）协议在机载条件下的应用问题,在以飞行平台作为测量节点的测量设备无关量子密钥分发技术应用场景下,应用诱骗态协议建立了仿真分析模型,分析了气象条件、飞行高度对系统仿真性能的影响。仿真实验结果表明,在15 km能见度的晴朗天气下,在无人机常用高度飞行的空中移动平台应用诱骗态测量设备无关量子密钥分发协议可以提供作战通信保障,在较远距离通信中存在通信盲区和飞行平台运动限制。同时证明了优化选择信号光源光脉冲强度方案可以有效提高通信能力。实验及分析为量子密钥分发技术在飞行平台上的后续研究和实际应用提供了理论分析基础和优化方法。     

低时延、高可靠的车云协同安全策略研究

随着车联网日益向智能化及网联化发展,车联网在实际应用过程中面临信息截获、假冒攻击的威胁。此外,区别于传统的通信网络,车联网对信息的传输时延提出了更高的要求。文章结合车联网安全通信需求和应用场景,分析了车联网在通信过程中遇到的问题,利用内生安全与量子密钥加密技术,提出了一种低时延、高可靠的车云协同安全策略,解决车联网中的信息可靠性与传输时延等问题。     

低轨道量子卫星通信时分交换方案及性能分析

为解决低轨道量子卫星覆盖范围下,多个量子用户的接入与信息传输问题,提出了一种多波束时分量子交换方案,并详细给出了时分量子卫星交换机的工作原理。在不同的通信时隙上,为用户分别建立量子纠缠信道并进行量子信息传送。为克服星地链路及星际链路的时延问题,提出了基于量子信道字的交换和传输方法,从而降低单时隙量子比特传输的平均时延。系统性能分析与仿真结果表明,时隙个数、量子信道字长是影响系统的用户数量、吞吐量、呼损指标的关键因素。在一定的信道条件下,通过对这些系统参数进行合理设计,能够满足特定量子卫星系统的服务需求。     

量子计算在信息安全中的潜在应用与挑战

文中旨在研究量子计算在信息安全中的潜在应用与挑战。通过分析量子计算的潜在应用以及量子计算对传统加密算法的影响,深入探索了量子计算时代的信息安全挑战,具体包括量子计算对云安全的潜在威胁、量子计算对区块链技术的影响以及量子计算对物联网（IoT）设备安全产生的影响,同时提出了应对这些挑战的对策。     

安全雾计算物联网的联合资源配置方法

当前雾计算物联网系统在物理通信传输过程中容易遭受窃听攻击，现有雾计算相关研究未能有效解决这一难题，为实现雾计算物联网的物理层安全（PLS）通信以此对抗多个窃听器的恶意窃听，提出一种物理层安全雾计算物联网（PSFC-IoT）系统，并分析所提系统在安全通信场景下的系统保密速率。针对网络的资源配置问题，提出一种基于量子种子优化算法（QBOA）的联合资源配置方法，并对所提方法的收敛性进行分析。仿真实验结果证明了所提模型的有效性，并揭示了各种环境参数对系统保密性能的影响。此外，仿真结果还表明，所提方法在各种通信场景下均能获得最佳的保密性能。     

基于压缩态的连续变量量子对话协议

在量子密码协议中,比较典型的量子密钥分配协议（QKD）和量子安全直接通信（QSDC）协议都只能实现信息的单向传输。而在量子对话协议中,通信双方Alice和Bob只需要一次通信便可以同时交换秘密信息。目前流行的量子对话协议都是基于离散变量实现,缺点是受到现有技术水平的限制,实用性不强,而连续变量的量子协议可以解决这个问题。基于连续变量提出了一个新的量子对话协议,采用信息论的方法对协议进行分析,结果表明该协议不仅安全,而且信道容量高于离散变量量子对话协议。     

量子保密通信技术在大型活动中的应用探索

随着互联网、物联网、5G等技术的快速发展,近年来信息安全问题频发并呈现出愈加复杂的趋势。在大型活动中必须对数据加以有效保护,保障数据不会由于偶然或者恶意的原因遭受到未经授权的访问、泄露、破坏、修改、审阅、检查、记录或销毁,并保障信息系统和业务的持续运行。量子保密通信是信息理论安全的量子密钥分发技术和安全的密码算法等结合形成的加密通信安全解决方案。     

只用两个量子态的星型量子密钥网络方案

要建立一个安全的保密通信通道,关键就是密钥管理。传统的密钥管理并不能完全解决安全问题,量子密码技术却可以从根本上解决这个问题。本文从实用的角度提出一个基于无源光学网络环境中建立量子密钥的实用方案,这个方法可以由一个网络控制者在一个星型网络上和多个网络用户分别建立、更新密钥。为节约量子探测设备,和通常用四个量子态的保密通信方案相比,这个方案只用了两个量子态。本文还分析了在网络的各个位置上存在窃听时网络的安全性能。     

量子保密通信应用服务体系研究

基于量子密钥分发（quantum key distribution,QKD）的量子保密通信能够应对量子计算带来的安全挑战,现已进入产业规模应用阶段。然而,受QKD网络架构及服务能力的制约,现有体制无法满足未来量子保密通信在业务多样化、用户规模化、应用泛在化等方面的发展需求。针对此问题,提出量子保密通信应用服务体系架构模型及机制,实现量子密钥的统一管理并支持各类用户设备及业务应用以各种方式灵活、安全地获取量子密钥。该系统通过引入量子安全服务层将QKD网络与上层应用解耦,有效协调了QKD网络发展与保密通信业务发展两个方面,有利于促进量子保密通信大规模应用落地。     

基于量子密钥分发架构的语音加密增强应用

针对量子计算的飞速发展对传统的SSL加密传输带来的巨大风险,提出了一种基于量子密钥分发架构的语音加密增强应用。首先,连接量子内生安全平台,使用短编码校验机制,用于用户的接入认证与鉴权,确保了用户的不可冒充与终端的不可伪造;然后,使用量子密钥无线分发安全机制对服务端或是客户端进行安全的量子密钥发放,通过分发协议将加密后的量子密钥分别发送给分发客户端和分发服务端,保证分发客户端和分发服务端的密钥同步;最后,在终端建立密钥池,可以对密钥进行在线更新、补充等操作,实现使用终端密钥池中的密钥对网络音视频通话进行加解密,保证高质量、绝对安全的通话。实验结果证明,所提应用使用量子密钥与国产商用密码技术结合不仅提高了通话的安全性,同时直接从本地密钥池中获取密钥也大大地降低了通话时延,提高了通话质量。     

卫星量子通信中退极化信道补偿算法

针对卫星量子通信中的偏振保持问题,研究了大气 散射、大气湍流 以及卫星与地面站间相对运动对量子偏振态的影响。提出了一种采用量子同步修正比特存储 信道偏振 影响,而后对数据比特进行修正变换的偏振补偿算法。仿真对比了补偿前后系统量子误码率 (QBER),补偿后 系统量子QBER可低至0.7%,表明本文方案具有较 好的偏振补偿效果,可实现安全有效的卫星量子通信,且无需对系统增加任何附加设备。     

量子保密通信技术在有线电视网络的应用测试

本文主要介绍了量子保密通信技术在广电网络平台的商业应用的测试方法,通过成码率测试、加解密功能测试和网关设备对网络时延影响等三方面构建测试系统,测试结果表明目前该项技术的商用模型可以通过有线电视网络为直播信号的数据传输提供量子安全级别的加密.     

相位调制无关的测量设备无关量子密钥分配协议

提出一种相位调制无关的改进测量设备无关量子密钥分配协议,在实际系统中通信双方 参考系随时间相对缓慢移动的条件下,该协议不需要添加辅助校准系统来补偿相位漂移,降 低了系统的复杂性。文章分析了相位调制无关的测量设备无关量子密钥分配协议在弱相干光 源及参量下转换光源下的安全密钥生成率和最大安全传输距离,并进一步探究了有限密钥长 度引起的统计波动问题对安全密钥率的影响。仿真结果表明,该协议的最大安全传输距离接 近经典协议的最大安全传输距离。同时,考虑统计波动的影响,当达到相近的最大传输距离 时,本文协议所需的脉冲数比传统协议低约5个数量级,进一步提高了系统效率。     

一种新的量子纠缠无线中继模型及RQCP协议研究

无线量子通信是未来量子通信系统的重要组成部分,而量子纠缠中继则是无线量子通信的关键技术之一.然而,由于在无线信道上存在各种干扰和噪声,使得量子纠缠态远程传送的实现正面临很大的困难,为此,本文提出了基于移动终端和移动基站的两种量子纠缠中继方案,建立了量子无线通信网络的分层结构,给出了量子纠缠态无线传输的路由协议(RQCP).分析结果表明,即使在量子通信终端之间没有共享EPR纠缠对的情况下,本模型同样可以完成量子态的无线传输,并且其传输时延与链路的无线跳数无关.因此,从传输时延的观点来看,该中继方案和协议是最优的.     

物联网安全模型研究进展

作为互联网发展的延伸,物联网也是新兴事物。和互联网一样,万物相连的物联网,在发展中也同样面临着安全问题的挑战。构建安全模型是当前解决物联网安全问题的一个方向,文章基于当前物联网安全模型进行了研究,为解决物联网安全问题提供参考。     

基于量子密钥分发的可信光网络体系架构

量子通信具有理论上的"绝对安全"和"一次一密"的优势,将其引入到光网络中可以在很大程度上提升光网络的安全性,同时,光网络作为重要的信息基础设施可以为量子密钥传送提供可靠的管道资源。文章提出基于量子密钥分发技术的可信光网络体系架构,总结量子密钥分发及量子与经典信息混传技术的研究进展,探讨量子光网络面临的问题与发展前景。量子光网络目前逐渐从点对点的初级阶段向多节点网络内的量子密钥分发与经典光网络融合交换的方向深入发展。     

基于量子通信的电力业务调度算法

量子通信能够有效提高电力业务传输的可靠性与安全性,但由于量子密钥成码率低,难以满足重要电力业务的加密需求,因此,需要一种队列调度算法对量子通信中的待加密电力业务进行合理调度。提出了一种改进的加权公平队列（weighted fair queuing,WFQ）算法LD-WFQ,算法通过估计待加密数据分组的预计耗时,优先处理即将超时的待加密数据分组,在保持高优先级业务量子加密时延达标率的基础上,有效降低了低优先级业务的量子加密超时率。与WFQ算法进行仿真对比,结果证明了LD-WFQ算法的优越性。     

量子保密术和保密通信

基于量子物理原理的量子密码术已被证明是保密通信中密钥安全分配的有效手段．本文介绍了量子密码的基本原理，探讨了实现量子密码的几种方案，并研究了各自的密钥分配机制．还讨论了量子密码通信的历史发展和指出现存在的问题以及未来的发展前景。     

量子进化组播路由算法

近年来,时延受限的代价最小组播树问题备受关注。作为全局优化算法,遗传算法（GA）越来越多的用于解决组播路由问题。GA拥有比经典算法更强的搜索能力,但是它容易陷入＂早熟＂,很难得到最优组播树。基于量子计算的机理和特性并结合进化计算,提出了一种新颖的量子进化组播路由算法（QEA）,有效地解决了遗传组播路由算法中的＂早熟＂问题,并且在每代个体更新中采用量子旋转门策略加速了算法的收敛速度。算法实现简单,控制灵活。仿真结果表明QEA算法性能优于改进的进化算法即克隆多播路由算法（CS）和传统的遗传算法（GA）。     

量子反馈控制研究进展

量子反馈控制理论将反馈的思想引入量子系统的主动控制中,已开始在量子光学、原子物理和量子信息学等领域发挥越来越重要的作用.考虑到各种反馈策略的差异性,综述了量子反馈控制理论的研究进展,分析和阐述了马尔可夫量子反馈、贝叶斯量子反馈、含时延非马尔可夫量子反馈和相干量子反馈,并对四种量子反馈策略进行了简单比较.