集体噪声信道下容错的量子密钥分配协议

近年来,量子通信成为一个比较活跃的研究领域。由于理论上的无条件安全性以及实际应用中的可行性,量子密钥分配是量子通信中非常重要的组成部分。而集体噪声信道下的量子密钥分配协议一直被广泛研究。本文提出一种改进的集体噪声信道下容错的量子密钥分配协议,以及一种可行的密钥协商方案。本协议的量子比特效率达到28.57%,是所有针对集体噪声容错的量子密钥分配协议中最好的,由此提高了量子密钥分配时的效率。     

基于密钥托管的量子加密网络

量子信息论的研究是量子理论和经典信息论的一个重要交叉领域，量子位不可复制且量子纠缠态不可区分的量子信息特征提供了一种理论上绝对安全的加密术一量子加密。本文对量子必钥分发协议进行了研究，利用点点间量子密钥分发协议和基于传统密钥托管方案，提出多用户、多控制中心网络的环境下量子密钥的分发过程。     

一种B92协议量子电路设计与仿真

量子安全通信作为量子信息的重要分支之一,是量子力学在通信领域极为重要的应用.着重研究B92量子密钥分配协议的量子电路模型及其后续仿真,基于Qcircuit仿真软件设计出一种全新的B92量子密钥分配协议的量子电路模型,通过引入误码率(BER)和协议可靠率Υsec两个指标,仿真分析了在不同噪声信道模型下B92量子密钥分配协议的有效性和安全性.仿真结果表明,这种全新的电路设计实现了B92密钥分配协议的功能,并具有普遍意义,可运用于构造其他密钥分配协议的量子电路模型.     

应用诱骗态的光子轨道角动量测量设备无关量子密钥分发协议的研究

轨道角动量作为量子信息的一种载体,可应用于测量设备无关量子密钥分发协议中,来消除发送端和接收端间的基校准。诱骗态技术可以消除量子密钥分发协议采用弱相干光源时易被分裂攻击的缺陷。本文将轨道角动量态、测量设备无关方案和诱骗态方案相结合,设计一种基于高效轨道角动量分离方法的诱骗态光子轨道角动量测量设备无关量子密钥分发协议方案,避免了极化方案中对极化基的依赖性缺陷,提高了密钥速率,本文给出了该方案密钥速率的理论推导,并分别对采用无限个诱骗态和两个诱骗态时该方案密钥速率进行了仿真。研究结果表明,在相同条件下,基于轨道角动量的MDI QKD协议方案比极化方案密钥速率更高。      

一种无证书的跨域量子密钥协商协议

针对传统跨域密钥协商协议安全性不足问题,提出一种新的跨域量子密钥协商协议。在无证书密钥协商体系下,采用量子密钥协商与经典密码算法结合的方案,提高了协议适应现有通信网络架构的能力。密钥协商过程使用三粒子量子隐形传态,利用量子态不可克隆定理保障协商过程中密钥的安全性。与其他方案相比,本协议具有较高的量子比特效率,并且可以抵抗中间人攻击、重放攻击等多种内部和外部攻击手段。     

四强度诱骗态相位匹配量子密钥分发协议

量子密钥分发(QKD)具有信息论上的无条件安全性，而相位匹配量子密钥分发(PM-QKD)是双场量子密钥分发协议(TF-QKD)的一个变体，其最近被提出用来克服没有量子中继器的点对点协议中存在的速率-距离限制。鉴于实践中不存在无限强度的诱骗态，提出了一种具有实用价值的四强度诱骗态相位匹配量子密钥分发协议，即四强度诱骗态相位匹配量子密钥分发协议。给出了该协议的安全密钥速率公式，并通过数值仿真分析了该协议的性能，证明了该协议的有效性。     

基于PON网络的安全量子VPN方案

该文提出了一个新的无源光网络PON组成模型。利用该模型设计了一个具有身份认证功能的高效量子密钥分配方案,以满足无源光网络中光线路终端对光网络单元的身份认证和两者间的相互量子密钥分配,以及实现光虚拟专用网内部光网络单元间的量子密钥分配。安全性分析和实验方案表明了该协议的绝对安全性和可行性。将共享密钥作为通信双方的会话密钥,对内部传输数据进行加密,最终实现量子虚拟专用网。     

基于经典计算机的量子加密算法仿真

量子密钥分配协议是近几年研究信息安全的一大热点，它的具体实现方法也备受关注．给出了在经典计算机上表示量子态的制备和测量方法，并编制相应的程序，实现了多种量子密钥分配协议仿真．将获得的结果与理论分析结果相比较，两者的一致性表明在现有计算机上仿真量子密钥分配协议是完全可行的，这为量子加密、乃至量子信息处理的研究提供了一种新的手段。     

基于量子密码的ASON光包加密方案研究

光包加密是提高ASON(自动交换光网络)安全性的基础。在分析光包加密机制及相关研究现状的基础上,根据ASON分层体系架构及BB84量子密钥分配协议的特点,提出了一种改进的基于四层结构的ASON量子交换机模型;基于该模型,提出了一种基于秘密共享加密的多路径量子密钥分配策略,用于解决长距离传输量子密钥的问题。仿真结果表明该方案是可行的。     

量子密钥分发系统的现实无条件安全性

量子密钥分发系统由于能够提供一种物理上安全的密钥分发方式,因此成为量子信息领域的研究热点,其中如何在现实条件下保证量子密钥分发的无条件安全性是该领域的一个重要研究课题。本文从经典保密通信系统中具有完善保密性的一次一密体制出发,介绍了量子密钥分发系统的应用模型和整体保密通信系统的安全性基础,以及自量子密钥分发协议被提出以来量子密钥传输现实无条件安全性的研究进展,重点介绍了针对现实条件安全漏洞的各种类型的量子黑客攻击方案、防御方式,以及最近两年被广泛重视的与测量设备无关的量子密钥分发系统的理论和实验进展。     

一种基于混合策略的动态组播密钥管理方案

组播密钥管理是当前组播安全研究的热点问题。在分析现有方案的基础上，考虑一种混合策略：将基于组的层次结构机制Iolus与基于密钥层次结构机制LKH的优点结合起来，提出了一种适合大型动态组播的可扩展的分层分组方式的密钥管理方案。该方案有效地降低了密钥更新的代价，具有较高的效率与较好的可扩展性．适合于解决大型动态组播的密钥管理问题。     

一种基于量子纠错编码的量子密钥分配协议

量子加密从物理机制上保证了密钥分配的绝对安全,然而由于量子密钥分配过程中量子信道存在噪声,使得传输效率不高的量子密钥分配效率进一步降低。量子低密度奇偶校验(量子LDPC)码由于在码长和码率的选择方面具有巨大的灵活性,且信赖于稀疏图,已成为目前量子纠错编码的研究热点。该文借鉴经典纠错编码能够提高传输可靠性的特性,针对BB84协议,设计一种基于量子LDPC码的BB84协议。通过数值仿真,分析量子LDPC码对BB84协议的密钥传输效率的影响。结果表明基于量子纠错码的BB84协议的密钥传输效率得到提高,验证了在含噪量子信道中基于量子LDPC码的量子密钥分配协议的有效性。     

量子密钥分发网方案的改进设计

量子密码术要走向实用化,必须实现多用户间的量子密钥分配.首先介绍了基于EPR对的E91量子密钥分发方案.利用该协议,我们在现有量子密钥分发网方案的基础上提出了一种实现多用户网络下任意多个用户之间的密钥分发方案,并融合波分复用技术对级联式环型量子密钥分发网方案进行了改进.     

卫星通信中量子安全协议的研究

随着信息安全需求的不断增长,卫星通信技术在量子安全通信中的应用备受关注。文中旨在深入探讨卫星通信中的量子安全协议,并强调了技术性和专业性。首先,介绍了量子通信的基础知识,包括量子通信概述和量子密钥分发协议。其次,概述了卫星通信技术及其应用,包括卫星通信系统的概览和卫星通信在安全通信中的应用。然后,详细讨论了卫星通信中的量子安全协议,包括BB84协议在卫星通信中的实现、E91协议及其卫星通信应用以及基于量子密钥分发的卫星通信方案。此外,对量子卫星通信的安全性进行了评估,并提出了卫星通信与地面站协同工作的优化策略。最后,总结了研究的主要发现,并指出了未来的研究方向。     

基于BBM92协议的量子密钥分发系统改进方案

目前量子密钥分发所面临的最主要问题是如何实现高码率、远距离的量子密钥传输。为提高量子保密通信系统量子密钥生成的速率,将双探测器量子密钥分发方案应用于BBM92协议,并分别在理想纠缠光源,和参量下转换纠缠光源两种情况下进行了数值仿真。对系统性能进行对比后得出：在BBM92协议中利用双探测器,量子密钥分发系统的密钥生成率明显高于单探测器系统,而误码率大幅度低于单探测器系统。理想光源情况下传输距离可扩展到300km,参量下转换光源的情况下,传输距离也可达250km。     

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。     

可信计算技术安全协议与密钥管理研究

分析TCG规范中密钥管理模型和安全协议,通过采用对称密码技术、引入“用户实体”概念和减少密钥管理层级等,设计了更加简洁统一的可信计算密钥存储管理、权限管理、密钥迁移、应用密钥管理和安全协议,分析了方案对其他相关部分的可能影响。     

基于分层结构的组密钥管理技术研究

群组通信系统广泛应用于无线通信领域和开放式环境下的网络应用中,群组中不断变化的成员关系会影响群组通信的安全性,组密钥管理技术是实现安全群组通信的关键技术。文章介绍组密钥管理技术的概念及基本问题,对各种组密钥管理技术方案进行分析比较。在此基础上,研究基于分层结构的域间组密钥管理协议,分析其优缺点,并研究其密钥更新算法。     

基于光子轨道角动量的六态密钥分配方案

本文中,我们提出了一种六态形式的量子密钥分配方案,它利用二维希尔伯特空间中光子的轨道角动量态进行信息编码。与以往的基于光子轨道角动量的密钥分配方案不同,该协议中,我们选取了三组相互无偏基,因此该协议具有很高的安全性,该方案的整个密钥分配过程也在文中进行了说明,利用LabvieW软件进行了仿真,并与BB84协议进行了比较。     

量子密码学研究的现状及其发展趋势

文中分析了三种基于单光子的量子密钥分配协议，综述了国内外量子理论与实验研究的现状，提出了量子密码学理论及实验的发展趋势．