新型量子密钥分配协议的实际安全性分析及计算

论文摘要

传统密码学的安全性是基于算法的复杂度来实现的,所以都只有计算安全性,只能保证密钥在一定时间内的安全。而且随着新破译算法的不断提出以及量子计算机的研究,传统的保密系统势必将不再安全。针对以上问题,量子保密通信应运而生。它的安全性来源依赖于量子物理原理,而非数学问题的求解复杂性,理论上再多的计算资源也无法有效地帮助窃听者来破解密钥,因此量子保密通信具有理论上的无条件安全性。量子保密通信是量子力学目前在通信领域中最直接和最成熟的一项应用,一直以来也都是国际上研究的热点问题。本文首先会介绍量子保密通信的研究背景、研究意义以及国内外的一些最新进展。随后讲述量子保密通信的一些相关基础知识,紧接着介绍实际的量子密钥分发协议,这里将着重描述BB84协议和测量设备无关量子密钥分发协议。BB84协议是最早提出的量子密钥分发协议,而且理论上具有无条件安全性。测量设备无关量子密钥分发协议不仅能够抵御探测器端的攻击,还能获得较远的传输距离,近几年在理论和实验上都取得了很大的发展。但是这些协议在实际应用中也存在着一些其他的问题,比如成码率低、安全传输距离短、有限长效应的影响等。本文主要是针对这些不足提出相应的方案来弥补这些缺陷。主要概括为以下三个方面:1.在传统的诱骗态BB84方案中,信号态和诱骗态都会制备在X基和Z基下。而在我们提出的偏选基方案中,将信号态制备在X和Z基下,诱骗态只制备在X基下。此方案不仅能减少发送端制备态的个数还能减少随机数的消耗,而且从仿真结果看出采用偏选基方案的成码率和安全传输距离与标准的诱骗态BB84方案都有提升。2.测量设备无关量子密钥分发协议虽能够获得较远的传输距离但成码率不高,而且在实际应用中有限长效应是不能忽略的,因此成码率将会更低。针对此不足,我们首次将一种最新的统计起伏方法应用到测量设备无关量子密钥分发协议并结合四强度方法。此方案不仅让成码率得到了提升而且与采用高斯近似法来处理有限长效应的方案相比安全性更高。3.由于还没有理想的单光子源,实际应用中多采用弱相干光源和标记单光子源来代替,但这两种光源也存在着一些缺陷。针对此,我们研究了标记相干对光源并将之运用到最新的四强度诱骗态测量设备无关协议上。仿真结果表明此方案可以极大地提高协议的成码率和传输距离,给测量设备无关量子密钥分发协议提供了很有价值的参考意义。

论文目录

文章来源

类型: 硕士论文

作者: 茅晨晨

导师: 王琴

关键词: 量子密钥分发,诱骗态,偏选基,测量设备无关,四强度,标记相干对光源

来源: 南京邮电大学

年度: 2019

分类: 基础科学,信息科技

专业: 物理学,电信技术

单位: 南京邮电大学

分类号: TN918.4;O413

DOI: 10.27251/d.cnki.gnjdc.2019.000263

总页数: 67

文件大小: 2456K

下载量: 168

相关论文文献

• [1].中国科大成功实现500公里地基量子密钥分发[J]. 信息网络安全 2020(03)
• [2].中国科大等实现500公里地基量子密钥分发[J]. 高科技与产业化 2020(04)
• [3].量子密钥分发网络架构及其标准化[J]. 无线电通信技术 2020(06)
• [4].量子密钥分发城域光组网技术前瞻[J]. 通信学报 2019(09)
• [5].星地量子密钥分发中的数据协调方法[J]. 计算机工程 2017(04)
• [6].星地量子密钥分发获得成功[J]. 光电工程 2017(09)
• [7].量子通信技术首次实现白天远距量子密钥分发[J]. 科学24小时 2017(09)
• [8].量子密钥分发中的偏振补偿方法[J]. 计算机工程 2016(12)
• [9].基于纠缠交换的具有双向认证的多方量子密钥分发[J]. 韶关学院学报 2016(10)
• [10].连续变量量子密钥分发技术研究进展[J]. 信息安全研究 2017(01)
• [11].诱骗态量子密钥分发系统中的隐蔽欺骗方法[J]. 中国电子科学研究院学报 2013(05)
• [12].高维量子密钥分发方案获验证[J]. 科技传播 2019(05)
• [13].循环差分相移量子密钥分发协议研究[J]. 南京邮电大学学报(自然科学版) 2017(06)
• [14].软件定义的量子密钥分发网络技术研究[J]. 邮电设计技术 2019(04)
• [15].基于极化码的单步量子密钥分发后处理[J]. 华南师范大学学报(自然科学版) 2019(02)
• [16].量子密钥分发技术安全测评国际标准提案研究[J]. 信息技术与标准化 2018(05)
• [17].基于正交频分复用的连续变量量子密钥分发方案[J]. 量子光学学报 2016(04)
• [18].诱惑态下相位差分量子密钥分发效率分析[J]. 量子电子学报 2009(04)
• [19].路径攻击对量子密钥分发网络安全性的影响[J]. 量子电子学报 2008(05)
• [20].光纤偏振编码量子密钥分发系统荧光边信道攻击与防御[J]. 物理学报 2019(13)
• [21].量子密钥分发技术在智能变电站中的研究[J]. 电信科学 2018(10)
• [22].中科院:星地量子密钥分发又有新突破[J]. 硅谷 2013(10)
• [23].软件定义量子密钥分发网络设计[J]. 无线电通信技术 2019(05)
• [24].量子密钥分发实验数据采集系统[J]. 核电子学与探测技术 2008(06)
• [25].移动量子密钥分发技术进展[J]. 激光与光电子学进展 2017(12)
• [26].多输入多输出量子密钥分发信道容量研究[J]. 物理学报 2009(10)
• [27].量子网络方案研究[J]. 光通信技术 2017(05)
• [28].量子密钥分发驱动安全电力通信网络体系架构[J]. 中国电力 2017(10)
• [29].基于波分复用技术的测量设备无关量子密钥分发[J]. 量子电子学报 2017(01)
• [30].量子密钥分发中分束器攻击和瑞利散射的解决方案[J]. 量子光学学报 2014(01)

标签：量子密钥分发论文;  诱骗态论文;  偏选基论文;  测量设备无关论文;  四强度论文;  标记相干对光源论文;