基于量子身份认证的连续变量量子隐写协议设计与分析

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量子隐写的主要思想是针对其他量子安全通信协议的特点,利用量子态的物理特性,实现信息的隐蔽传输。由于现有的量子隐写都是使用离散变量量子载体,不仅制备、检测困难且成本较高,还限制了容量的提升。因此,连续变量的量子隐写协议具有重要的现实意义。另外,量子身份认证协议是一个很特殊的量子公开信道,非常适合量子隐写的隐蔽信道搭建。本文主要研究工作如下:(1)首先提出了一种三方量子身份认证协议作为研究基础。该协议利用连续变量Greenberger-Horne-Zeilinger(GHZ)态扩展量子信道,使用诱饵态和随机操作确保认证密钥在量子信道中的安全,再利用连续变量量子隐形传态技术传输认证密钥,最后通过定义一个窃听参数来有效地验证用户的身份,并实现认证密钥的自动更新。(2)基于量子身份认证协议,提出了一种新的量子隐写协议。该协议充分利用连续变量GHZ态的纠缠特性,在身份认证的公开信道掩护下,搭建一条隐蔽的量子信道。再引入信息编码规则,扩大秘密信息的容量,并将其调制到量子态中进行传输。在最后的性能分析中,说明了新协议不仅在物理上具有良好的不可感知性和易于实现的优点,在拦截-重发攻击和分束器攻击下,依然具备可靠的安全性和极高的信息传输速率。
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