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。     

量子密码协议的改进

本文研究了量子密钥分发方案。结果表明以前的量子密钥分发方案存在安全漏洞。为保证方案安全性,本文提出了两种改进方案,使量子密钥实现真正上的安全密钥分发。     

自由空间量子密码通信中量子密钥比特率研究

通过引入量子信道传输率、单光子捕获概率、检测因子和数据筛选因子,给出了自由空间量子密钥分配中量子密钥比特率的表达式.针对低轨卫星-地面站间激光链路,进行了量子密钥比特率的数值仿真研究.结果表明,在低轨卫星-地面站间进行量子密钥分配是可行的.     

量子密码系统中常用量子信号的产生方法

量子密钥分配是量子密码学最成功的应用.如何产生高效的量子信号,是量子密钥分配系统安全运行的关键.文中简要介绍了量子信号的概念,给出了几种产生量子信号的常用方法,并简要分析了这些信号应用于量子密钥分配的可行性.     

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．     

我国实现国际最长距离实用光纤量子密码系统

据Optics Letter报道，由郭光灿教授领导的中科院量子信息重点实验室成功地设计了一种具有很高单向传输稳定性的量子密钥分配方案。利用该方案，实现了150km的室内量子密钥分配；经由实际通信光路实现了125km单向量子密钥分配。这是迄今为止国际公开报道的最长距离的实用光纤量子密码系统。     

具有可证明安全性的量子加密算法

加密算法的安全性是保证信息机密性、完整性和可用性的基础。与经典的加密算法不同，量子加密算法具有完全可证明的安全性。本文介绍量子密钥分配协议模型，并针对存在概率克隆机的理论，证明了基于不可克隆原理的量子密钥分配协议具有足够的安全性。     

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。     

量子加密算法的研究

本文研究如何加密量子消息,综述了近几年的研究进展,并分别介绍使用经典密钥和量子密钥的量子加密方法,讨论了量子加密算法和量子隐形传态之间的联系。     

自由空间量子密钥分配协议研究

针对自由空间量子信道特点,对已有量子密钥分配协议加以改进,提出自由空间量子密钥分配协议。将瞄准捕获跟踪和单光子捕获加入到协议之中,使得自由空间量子密钥分配协议更加完善、安全。     

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。     

基于QKD量子密钥扩展的方法研究

目前量子密钥分发所面临的最主要问题是如何实现远距离、高码率量子密钥传输.为提高量子保密通信系统量子密钥生成的速率,提出一种反射和位移相结合的技术对已有的码率较低的量子密钥进行扩展处理,提高量子密钥库的容量.实验结果表明,采用反射技术和位移技术不但能有效地扩展量子密钥随机序列,同时可以保持良好的随机性,是一种扩展量子密钥库的有效方法.     

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。     

基于量子密钥分配的服务初始化研究

随着量子密码学领域研究的深入，视频会议、网络游戏、股市交易等动态群组通信模型对量子组密钥提出了应用需求。为了很好地服务这类应用，在分析传统组密钥管理方案的基础上，给出了一种两层分组分布式量子组密钥管理模型，设计了这种模型下的量子组密钥服务协议，重点研究了协议的初始化阶段。与几种经典组密钥管理方案对比，该方案在组密钥生成和共享中效率较高，具有一定的实际意义。     

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。     

能确保通信安全的量子密码系统

由中国科技大学教授郭光灿院士领导的课题小组解决了量子密钥分配过程的稳定性问题，并由实际通信光路实现了125km单向量子密钥分配。     

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。     

量子通信城域网设备部署及应用的研究

依托量子通信城域网对量子网关设备产生的密钥进行网络分发,确保两地之间密钥分配的绝对安全,为用户提供加/解密密钥,实现数据传输的安全可靠。同时,随着国家《GB/T22239-2019信息安全技术网络安全等级保护基本要求》等保2.0的发布,探索量子通信城域网的部署变得尤为重要。因此,以量子通信技术为出发点,通过对量子通信城域网网络架构、设备部署、安全防护以及在政务方面的应用研究,提出了量子城域网相应的部署方案。     

时隙抽取密钥的量子编码

量子密钥分配是量子密码学最主要的应用之一,时隙抽取密钥的量子编码是一种以光子到达探测器的时间为量子信息量、用探测到光子的时隙来抽取密钥的新的量子密钥分配方式.文章分析了时隙抽取密钥的量子编码系统的原理和特点,介绍了时隙抽取密钥的量子编码的实验方案和关键问题.