基于团簇态的量子秘密共享方案

提出了一个基于团簇态的量子秘密共享方案,发送者通过Pauli操作将经典秘密信息编码在团簇态上进行分发,接收者通过联合测量实现秘密共享。协议插入EPR对作为诱骗态以防止窃听,通过安全性分析证明本协议是安全的,可以抵抗截获-测量、截获-重发和纠缠-测量攻击。此外,协议传输一个四粒子团簇态可以共享四个经典比特信息,量子比特效率达到100%。     

基于W态的量子安全直接通信协议

提出了一种新的两方量子安全直接通信协议。该方案利用有序的四粒子W态作为信息载体,利用幺正变换对秘密消息进行编码,通过当地Bell基测量和经典通信直接传递秘密消息。在理想信道下,协议对于非相干攻击是安全的。该方案的优点在于利用W态作为信息载体,较GHZ态而言,损耗要小得多,并且不需要在量子信道中传输载有秘密消息的量子比特。     

基于Cluster态的可验证多方量子密钥协商方案

基于四量子比特Cluster态,提出一种可验证多方量子密钥协商方案.方案允许每次由两个参与者利用自己的子密钥分别在每个四量子比特Cluster态的两个粒子上执行X运算,并对转换后的Cluster态执行延迟测量,这保证了每个参与者对协商密钥的贡献相等.提出的方案使用相互无偏基粒子作为诱饵粒子,并且利用对称二元多项式的一对函数值对这些诱饵粒子执行酉运算,不仅可以进行窃听检验,而且还能进行参与者之间的身份验证.本方案适用于任意大于2的参与者人数.安全性分析表明,提出的方案能够抵抗外部攻击及参与者攻击.与现有的多方密钥协商方案相比,该方案不仅在诱饵粒子的使用上有优势,同时具有较高的量子比特效率.     

可验证的(n,n)门限量子秘密共享方案

基于中国剩余定理和Bell态,构造了一种可验证的秘密共享方案。在分发阶段,分发者Alice通过量子信道将秘密份额分发给参与者。在恢复阶段,Alice产生一个2 bit的Bell态,参与者与Alice对该Bell态进行一系列酉变换以重构秘密信息。分析结果表明,该方案能抵抗截获-重发攻击、纠缠-测量攻击、参与者攻击和特洛伊木马攻击。     

基于GHZ态的无酉操作多方量子秘密共享方案

为了简化多方量子秘密共享协议,利用Greenberger-Horne-Zeilinger（GHZ）态和互补基特性,提出了一种简单高效的多方量子秘密共享方案。该方案无需进行任何酉操作,发送方和多个接收方之间只需一次量子通信,并使用互补基进行测量即可完成信道安全检测和秘密共享。除去少量用于检测量子信道安全的粒子,其余每个GHZ态粒子共享一个比特的经典信息。安全性分析表明该方案是安全可靠的。     

可验证第三方的量子秘密信息平等互换协议

为了实现通信双方的信息交换,提出一种可验证第三方的量子秘密信息平等互换协议。该协议中,由第三方制备GHZ态,将其中的两个粒子分别发送给通信的双方。通信双方分别对收到的粒子进行泡利操作,然后发送给第三方;第三方对新的GHZ态进行测量并公布测量结果,通信双方根据公布的测量结果能够推测出对方的秘密信息。通过分析可知,该协议能够实现通信双方秘密信息的平等互换,可以对第三方的身份进行认证,第三方负责进行粒子的分发和测量,但不能获得秘密信息。该协议能够检测窃听,同时能够抵御截获重发攻击、中间人攻击和参与者攻击。     

基于量子信息拆分的多人验证签名方案

提出了一种利用W态实现的对经典信息的多人验证签名方案。协议基于量子信息拆分原理,将签名信息拆分成两部分,由一次一密算法和量子单向函数加密签名信息,两个验证人验证签名。方案满足经典安全性要求的不可伪造性和不可否认性,同时也能够抵御量子攻击策略当中的截获重发攻击和纠缠附加粒子攻击,相较其他量子签名方案,效率和安全性都有所提高。     

基于对称W态和身份认证的安全量子通信协议

由于W态纠缠的强鲁棒性,它被认为是更适用于量子信息处理和量子安全通信的信息载体。针对4粒子W态或3粒子非对称W态量子直接通信效率低下或物理实现困难等缺陷,利用3粒子对称W态和量子身份认证机制,提出了一种新的确定型安全量子通信协议。该协议由认证码生成、量子态准备、量子态分发、安全检测与身份认证和消息通信五阶段组成,通信双方只需进行两粒子Bell基、单粒子Z基或X基测量,通信效率也有所提高,即1个3粒子W态传输1经典比特信息。安全分析证明该协议能有效抵抗各类窃听者Eve攻击和伪装攻击,具有较好的安全特性。     

基于对称W态和身份认证的安全量子通信协议

由于W态纠缠的强鲁棒性,它被认为是更适用于量子信息处理和量子安全通信的信息载体。针对4粒子W态或3粒子非对称W态量子直接通信效率低下或物理实现困难等缺陷,利用3粒子对称W态和量子身份认证机制,提出了一种新的确定型安全量子通信协议。该协议由认证码生成、量子态准备、量子态分发、安全检测与身份认证和消息通信五阶段组成,通信双方只需进行两粒子Bell基、单粒子Z基或X基测量,通信效率也有所提高,即1个3粒子W态传输1经典比特信息。安全分析证明该协议能有效抵抗各类窃听者Eve攻击和伪装攻击,具有较好的安全特性。     

基于d维多粒子纠缠态的(t,n)门限量子秘密共享

为了突破Hilbert空间2维度的局限性，解决秘密重建过程中部分参与者缺席的问题，使用[d]维多粒子纠缠态，提出了一个[(t,n)]门限量子秘密共享方案。秘密分发者制备[n]个[d]维2粒子纠缠对，将第2个粒子分别分发给[n]个参与者。当秘密分发者选择自己手中[t]个粒子进行联合投影测量时，纠缠交换使得参与者手中的对应[t]个粒子坍塌成一个[t]粒子纠缠态。这[t]个参与者通过QFT变换和Pauli运算将份额加入[t]粒子纠缠态。最终，共享的秘密由这[t]个参与者一起合作恢复。安全性分析表明，该方案能抵抗截获-测量-重发攻击、纠缠-测量攻击、合谋攻击和伪造攻击。     

Controlled quantum dialogue using cluster states

This paper presents a new controlled quantum dialogue (CQD) protocol based on the cluster entangled states. The security analyses indicate that the proposed scheme is secure under not only various well-known attacks but also the collusive attack, where the participants may collude to communicate without the controller’s permission. Compared to a previous CQD scheme, which is also robust against the conspiracy attack, the proposed protocol is more efficient in both the qubit efficiency and the hardware requirement.     

Scheme for Generation of <Emphasis Type="Italic">W</Emphasis> and <Emphasis Type="Italic">W</Emphasis>-like States of Nonidentical Particles and their Application in Teleportation

In this paper, a scheme is proposed for the preparation of the tripartite W state or W-like state of nonidentical particles. In our scheme, our required resources include two atoms and one cavity field, which makes our system become simple. Because each party included by W state has its own two possible states, and is not identical each other, one can easily distinguish them. Furthermore, we teleportate an unknown state of cavity field by using this W state as quantum channels. Our scheme of preparation employing a single high-Q superconducting cavity turns out to be attractive to realize based on present or future cavity QED techniques. Partially supported by Natural Science Foundation of Jiangxi, China, under Grant No. 0612006 and by the Scientific Research Foundation of Jiangxi Provincial Department of Education, China, under Grant No. [2007]191.     

免疫集体噪声的量子密钥协商协议

针对目前免疫集体噪声的量子密钥协商协议的量子比特效率偏低问题,基于逻辑Bell态提出了两个新的量子密钥协商协议,它们分别免疫集体退相位噪声和集体旋转噪声。两个协议利用幺正变换和延迟测量技术,确保了协议双方能公平地建立一个共享密钥。安全性分析证明了这两个协议能抵抗参与者攻击和相关外部攻击。与已有免疫集体噪声的量子密钥协商协议比较,发现新协议有较高的量子比特效率。     

Cryptanalysis of a multiparty quantum key agreement protocol based on commutative encryption

Recently, Sun et al. (Quantum Inf Process 15(5):2101–2111, 2016) proposed an efficient multiparty quantum key agreement protocol based on commutative encryption. The aim of this protocol is to negotiate a secret shared key among multiple parties with high qubit efficiency as well as security against inside and outside attackers. The shared key is the exclusive-OR of all participants’ secret keys. This is achieved by applying the rotation operation on encrypted photons. For retrieving the final secret key, only measurement on single states is needed. Sun et al. claimed that assuming no mutual trust between participants, the scheme is secure against participant’s attack. In this paper, we show that this is not true. In particular, we demonstrate how a malicious participant in Sun et al.’s protocol can introduce “a” final fake key to target parties of his choice. We further propose an improvement to guard against this attack.     

基于非最大纠缠GHZ态的一种量子信息集中方案

提出了一种以非最大纠缠的四粒子GHZ态作为量子信道的概率性量子信息集中方案. 方案首先将未知的克隆态与量子信道构造系统态; 其次空间分离的三方对手中的粒子进行Bell测量, 并将测量结果通过经典通信告诉信息恢复者; 最后信息重建者做适当的测量(投影测量或者POVM 测量),将信息集中回单量子态, 从而实现量子信息集中. 进而讨论了方案的安全性和效率, 并与文献[17,23]从多角度进行了比较.