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...     

一种可提高安全通信距离的诱骗态量子密钥分发方案

为提高量子通信安全通信距离,提出一种将修正的相干光(MCS)用于诱骗态量子密钥分发的方案．通过削除弱相干光源中的两光子脉冲,降低多光子脉冲的影响,从而提高安全通信距离．理论分析得到了采用MCS后的单光子计数率和误码率的数学表达式．仿真结果表明,在相同的密钥产生率下,此方案将量子通信的安全通信距离提高约10％,接近完美诱骗态方案的安全通信距离．     

概率致盲攻击模型下被动诱骗态量子密钥分发安全性分析

在量子密钥分发(QKD)系统实现的过程中,非理想的器件会使整个系统的安全存在一定隐患,比如攻击者可以针对非理想的单光子探测器发起致盲攻击,通常通过监测电流以发现致盲攻击.针对这一防御策略,人们又提出了概率致盲攻击,在不引起系统电流明显改变的前提下窃取部分密钥信息.诱骗态方案是现在QKD系统中普遍使用的方案,其中被动诱骗...     

针对诱骗态量子密钥分发时移攻击中信道替换问题的研究

时移攻击基于探测器效率不匹配,会引起探测端计数率和成码率下降。为了补偿计数率和成码率,窃听者通常采取使用无损信道替换已有信道的方法。研究针对诱骗态量子密钥分发时移攻击中如何替换信道的问题,分析了实际诱骗态量子密钥分发系统受到时移攻击后的计数率、误码率和成码率,并给出了相应的计算方法。最后,在保证Eve不被发现的前提下,进行了数值模拟,给出了通信距离与需要替换成无损信道比例之间的关系,为实际条件下时移攻击信道替换问题提供了定量的参考。     

基于W态的量子密钥分配和秘密共享

介绍了W态的特点,证明量子密钥分配和秘密共享方案所基于的W态只能为系数全部相同的对称形式,提出了一种基于W态的量子密钥分发方案。接收方随机非对称地使用消息模式和控制模式来保证该量子密钥分发协议的安全。继而分析该协议的安全性。提出了一种基于W态的量子秘密共享方案,分析了该协议的安全性。与以往采用GHZ最大纠缠态的量子密钥分配和秘密共享方案相比,基于W态的方案效率不高,本文的目的是为了证明可以采用不同于GHZ态之外的其它态用于量子密钥分配和秘密共享。     

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.     

简单的非正交诱惑态量子密钥分配方案

基于预报单光子光源,提出了一种实现简单的非正交一诱惑态方案.由于非正交编码协议需要估计参量的项数是BB 84协议的两倍,所以无法完全采用被动诱惑态方案来降低实现的难度.并考虑到实际应用中,激光器不能做到完全消光而无法制备真正的真空态.因此,将主动诱惑态思想和被动诱惑态思想相结合,把所需诱惑态减少为一个弱光强态.数值仿真...     

相位匹配量子密钥分发协议统计波动分析

相位匹配协议是双场量子密钥分发协议的一种,能突破密钥容量限制且安全性得到了理论和实践的证明。针对实际应用中数据有限长效应产生的不良影响,系统地分析了相位匹配协议统计波动性能;利用高斯分析和切诺夫-霍夫丁界等统计波动分析方法,结合线性规划对相关参数进行估计,分别对不同数据长度情况下三诱骗态及二诱骗态相位匹配协议的性能进行了仿真分析。仿真结果表明：考虑统计波动的相位匹配协议仍能突破线性密钥容量的限制,在数据长度达到1016量级时,密钥生成率和最大安全传输距离均接近理想值;在数据长度小于等于1013时,增加诱骗态并不能显著提升相位匹配协议性能;随着数据长度的增加,采用切诺夫-霍夫丁界系统性能逐渐趋近采用高斯分析法的系统性能。     

诱骗态量子密钥分发中不可区分假设的合理性和安全性验证

采用贝叶斯决策来区分单诱骗态量子密钥分发中的信号态和诱骗态。分析结果表明,仍然只能得到信号态和诱骗态拥有相同i光子透射率的结论,从而验证了信号态和诱骗态不可区分这一假设的合理性,也验证了诱骗态方法的安全性。此外,分别对比单信号态和信号态+单诱骗态两种情况下光子数分离攻击前后的安全密钥率,发现前者攻击成功,后者攻击失败,这证明了诱骗态存在的必要性,验证了诱骗态方法确实能够抵抗光子数分离攻击,同时也进一步验证了诱骗态方法的安全性。     

实用化的量子密钥分配方案研究

讨论了量子比特分配、量子纠错码、劈裂光子数攻击以及信息浓缩,指出了影响安全密钥产生效率的关键因素是量子比特错误以及劈裂光子数攻击.     

利用贝尔态的高效量子密钥分配协议

提出了一个建立在EPR关联之上的量子密钥分配协议,除了用作纠错部分之外,所有的量子位都对密钥生成有贡献,因此它是高效的,每个EPR对贡献密钥的两个位,所以本协议可以获得高容量,最后证明了该协议是安全的。     

量子LDPC码在量子密钥分配中的应用

首先将BB84密钥分配协议等价成一个特殊的Wire-tap信道模型,即主信道是比特翻转率为0.25ε的二进制对称信道,窃听信道是删除概率为(1-ε)的二进制删除信道;然后利用量子LDPC码CSS(C1,C2)的编码方法和性质实现BB84协议下的Wire-tap信道的安全通信,同时证明了BB84协议的安全性;最后,通过计算该特殊的Wire-tap信道的安全容量,得到了基于量子LDPC码的BB84协议的可容忍误码率.     

多用户量子密钥分配方案及协议设计

在纠缠态和纠缠交换的基础上,提出一种多用户量子密钥分发方案及协议．该方案只需n个量子信道就可实现n用户系统两两之间的密钥分发．量子交换中心通过纠缠交换建立量子信道,量子信道一旦建立,系统中任意两个用户即可进行量子密钥分发．还探讨了系统容量问题,结合话务量的概念,给出了量子Bell基测量单元数m与用户数n的关系式．量子交换中心完成纠缠交换后不再介入密钥分发,从而保证了通信的安全性．     

基于切尔诺夫界的量子密钥分发统计涨落分析方法

量子密钥分发（quantum key distribution,QKD）是量子信息科学的重要应用之一.在实际执行量子密钥分发协议时,由于有限码长的原因,实验得到的测量值受到统计涨落的影响.基于切尔诺夫界给出了一种严格的QKD中数据统计涨落的分析方法并将其应用到偏选基诱骗态QKD协议中,新的方法只要求每次测量独立同分布,对样本容量没有要求.仿真结果显示,新方法能取得和已有方法近似的结果.     

基于单向函数树的多播密钥管理方案安全性分析

对SMuG的草案之一的基于单向函数树(OFT)的密钥管理方案的安全性进行了详细的分析，指出了OFT方案在实现前向安全和后向安全上的漏洞，提出了可以实现完整的前向安全和后向安全的OFT改进方案。     

监测信息深度挖掘的供水管网污染源定位

为实现供水管网污染源及时准确地定位,针对配备在线水质监测设备的供水管网系统,提出一种充分挖掘水质传感器时序信息的贝叶斯方法,用于节点需水量随机波动条件下供水管网污染源定位。该方法采用蒙特卡洛模拟生成随机污染事件,构建各节点污染事件的观测信息概率分布,利用贝叶斯推断,根据传感器报警次序及时间观测信息,实时更新各候选污染节点的后验概率,并根据排序确定可疑污染源位置,同时对比不同传感器信息挖掘程度对定位结果的影响。结果表明,所提出的方法能在水质传感器报警信息累积时不断更新可疑候选节点的污染源后验概率,使候选节点个数降低,污染概率信息熵降低,能有效地识别出污染节点所在区域,且传感器信息挖掘程度越深,污染事件定位的准确率也越高。引入传感器首次报警时间作为辅助信息可以减少候选污染节点个数,降低候选节点污染源概率分布的不确定性,提高定位的准确性。