基于腔QED任意两个Bell态纠缠交换的量子隐写协议

根据腔量子电动力学(QED,quantum electrodynamics)原子的演化规律提出腔QED内新颖的量子隐写协议,其隐藏容量高达4bit。协议通过腔QED中任意两个Bell态纠缠交换,建立一个隐藏信道传送秘密信息。协议不需将多粒子量子纠缠态作为量子资源,也不涉及关于多粒子量子纠缠态的纠缠交换和量子测量。分析表明,本文协议能够抵抗截获-重发攻击、测量-重发攻击和纠缠-测量攻击,具有良好的安全性。     

高效的量子有序多重签名协议

基于量子一次一密和量子密钥分配,提出了一种针对经典消息的量子有序多重签名协议。不同于已有的量子有序多重签名协议,协议不需要使用多粒子纠缠态,只需要对单粒子实施幺正操作就能完成签名。并且协议具有很高的灵活性,对签名者的加入和删除能够很容易实现。协议的安全性依赖于无条件安全的量子密钥分配,现有的各种攻击方式被证明对本协议也是无效的。此外,与其他主流的量子有序多重签名协议相比较,协议的签名过程和验证过程的效率都有较大的提高。     

一种新的基于纠缠交换的量子秘密共享协议

分析了基于纠缠交换的量子秘密共享(QSS)协议的不安全性,提出了一种新的基于纠缠交换的QSS协议.所有的纠缠态都由发送方制备,并且随机改变发送给同一个代理两个粒子的相对顺序.接收方收到粒子后,如果是检测模式,发送方公布两个粒子的相对顺序,双方进行窃听检测;如果是信息模式,两个接收方分别对各自收到的两个粒子进行联合测量,...     

针对经典消息的高效量子签名协议

基于量子一次一密和量子密钥分配,提出了一种针对经典消息的高效量子签名协议。该协议利用Hash函数对经典消息取摘要,将任意位的经典消息编码为确定位数的量子信息,在对位数较多的经典信息签名时,大大减少了密钥长度和所需传输的量子位。协议不需要使用纠缠态,只需要进行von Neumann测量。与现有的几种量子签名协议相比,协议效率显著提高。     

基于GHZ态的三个量子位秘密共享方案

提出了利用五个粒子纠缠GHZ态作为量子信道来完成三个粒子纠缠态的隐形传态,从而实现三个量子位的秘密共享方案,并对方案进行安全性分析。该方案充分利用GHZ态五个粒子间的相关性,通过一次Bell基测量和三次单粒子测量,并通过相应的幺正变换即可实现Alice和Charlie之间三个量子位的秘密共享。与相关文献相比,在没有增加粒子数的前提下,提高了量子位的传输,为量子密钥共享传递更多量子位提供了理论基础。     

基于单粒子态的双向认证多方量子密钥分发

量子密钥分发是一种重要的量子通信方式.为了提高量子密钥分发的可行性、安全性和效率,提出了一种基于单粒子态的具有双向认证功能的多方量子密钥分发协议.在协议中,量子网络中的任意两个用户均可在半可信第三方的帮助下进行双向认证并共享一个安全的会话密钥;协议中作为量子信息载体的粒子不需要存储,这在当前技术下更容易实现.安全性分析表明所提出协议在理论上是安全的.     

多用户网络环境下量子密码术

在传统的点到点之间进行量子密钥分发协议的基础上,利用量子存储技术和EPR粒子纠缠态互换的方法,提出了在多用户、多控制中心、远距离的网络环境下进行量子密钥传送的方案。与传统的点与点之间的量子密钥传送协议类似,其安全性也是建立在量子力学原理上,任何窃听者的存在必将使生成密钥的误码率上升而被合法通信用户发现。     

基于GHZ态纠缠交换的量子确定性密钥分发方案

为了提高确定性密钥分发效率,提出了基于GHZ态纠缠交换的量子确定性密钥分发(Quantum deterministic key distribution,QDKD)方案,方案充分利用量子力学纠缠交换的原理,通信双方通过共享一对GHZ粒子态,在纠缠、测量操作后接收者Bob可根据发送者Alice发送的经典信息推断出确定密钥,该协议与其他基于GHZ纠缠态的QDKD方案不同之处在于,使用的两个GHZ粒子态制备操作且粒子分发操作由Bob完成,安全分析表明窃听者的窃听行为会被及时发现。所提出的方案是高效的,除去用于窃听检测的粒子,所剩的粒子全部用于信息传输,能够达到60%的密钥分发效率,且方案可操作性强.     

基于量子纠缠的盲签名方案

基于量子纠缠交换的原理,提出了一种基于量子纠缠的盲签名方案。制备后的EPR纠缠粒子通过EPR纠缠交换,变化为全新的纠缠态。对新量子态的测量可以作为签名者和测量者的签名、测量依据,实现了量子通信、盲签及验证。不同于基于数学求解困难性的经典盲签名,本方案保证了消息对签名者的匿名性和方案的无条件安全性。     

基于W态的网络中任意两个用户间量子密钥分配方案

针对实现网络中任意两个用户间密钥分配的问题,该文将W态变换为系数全部相同的对称形式,提出一种利用W态实现网络量子密钥分配的方案,即可信赖中心(CA)与网络中要求通信的任意两个用户分别拥有W态的3个粒子,CA对手中的粒子进行测量并公开测量结果,两个用户按照CA的不同测量结果采取相应的措施以生成密钥。继而,分别对存在窃听者(Eve)的情况以及CA不可信的情况进行安全性分析。结果表明,该方案能够有效抵御攻击,且可以实现平均消耗3个W态得到两比特密钥的理论效率。     

基于压缩光源的无需监控信号干扰的量子密钥分发

量子密钥分发可以为通信双方提供无条件安全的密钥。提出使用压缩光源的无需监控信号干扰的量子密钥分发协议。该协议通过在接收端对量子信号进行循环移位并测量任意2个量子信号的相位差来实现量子密钥分发,不仅可以产生安全密钥,而且不需要监控信号干扰,降低实现的复杂度。此外,仅使用2种强度的诱骗态去估计安全密钥生成率。实验结果表明:所提出的协议可以极大地提高安全密钥率,并增大传输距离。此外,仅使用2种强度的诱骗态也可以获得接近使用无穷个诱骗态的结果。     

用三态粒子的直积态进行量子密钥分配及受控量子直接通讯

基于Bennett等提出的非纠缠的非局域性,提出了两个三态粒子的直积态正交集的性质,即用三个幺正变换能够实现不同的复合空间之间的转换,并且不同的复合空间之间具有关联性.这些性质可以被用于量子通讯和量子密码术.作为这些性质的应用,我们提出了一个量子密钥分配方案以及量子受控通讯的方案.由此说明,将三态粒子的直积态用于量子信息处理,不仅具有大容量、高效率的优点,而且能够保证安全性.     

基于W态与Bell态纠缠的QDKD方案

为了提高密钥分发效率,利用量子密集编码的原理设计了一种基于W态和Bell态纠缠的量子确定性密钥分发方案(Quantum Deterministic Key Distribution, QDKD)。方案中,消息发送者Alice通过对持有粒子实施幺正操作实现确定性密钥的编码,接收方Bob利用粒子间联合测量获得确定性密钥。除去用于窃听检测的粒子,制备的粒子全部用于消息传输,每发送5个粒子可以实现5bits确定性密钥的分发。最后,利用信息论方法对方案进行安全性分析,结果表明,方案是安全可靠的,任何窃听行为能够被及时发现。     

基于Bell态纠缠交换的量子私密比较方案

提出了一种新的量子私密比较方案,该方案以Bell态为量子资源,在不泄露用户私密信息的前提下,利用Bell测量和纠缠变换实现对用户的信息相等与否的比对。第三方（TP）准备Bell态和诱饵单光子,在传送粒子过程中,TP插入诱饵单光子,通过经典信道的讨论保证了方案的安全性。用户双方不需要做任何幺正变换,只需执行Bell测量,随后将自己的私密信息加密后发送给第三方。第三方通过简单的计算就可以实现两比特经典信息的比对。整个过程中所涉及到的三方都无法得知他人的私密信息,只能得到比对结果。最后,由TP宣布比较结果。此外,我们也验证了方案的正确性。     

一种无纠缠态的量子秘密共享协议

秘密共享是指将一个秘密按适当的方式进行隐藏或拆分,只有若干个参与者一同协作才能恢复该秘密,该技术在云计算领域中能够确保信息安全和数据保密.提出了一种不使用纠缠态的量子秘密共享协议,通过使用量子密码算法确保系统的安全性.相比其他的秘密共享协议,该协议具有以下优点:与传统的基于数论的秘密共享协议相比,本协议由于使用量子通信的技术,从而能够有效抵抗Shor算法攻击;相比其他的量子秘密共享协议,由于本协议没有使用量子纠缠态,在技术程度上更容易实现;如果存在攻击者或恶意的参与者,该协议能够在秘密恢复过程中迅速发现,避免恢复错误的秘密.     

点到多点量子密钥分配扩展研究

对两种点到多点量子密钥分配系统的密钥生成效率和传输距离进行了分析,讨论了系统的参数选取对它们的影响.分析了诱惑态技术对这两种多用户系统的传输距离及密钥生成效率的影响,数据表明,结合诱惑态技术,可以将密钥传输距离扩展为原来的2倍,以及将量子密钥分发效率提高1个数量级.对点到多点系统进行了功能扩展研究,提出了可实现任意两用户间密钥共享的协议.该协议无需其它的硬件要求,易于实现.     

基于W态的量子秘密共享协议

基于W态及其非定域纠缠关联性,利用量子远程通信设计了一种量子秘密共享协议。在该协议中,Alice制备三粒子W态及秘密量子信息,将W态中的任意两粒子分别发送给Bob1和Bob2,并对自己拥有的粒子进行Bell基联合测量;依据Alice的测量结果,Bob1和Bob2联合进行相应的局域操作就能共同得到秘密信息。并对协议的安全性进行了详细分析,研究表明该协议能抵御多种攻击,如干扰重发攻击、纠缠攻击等。