半设备无关量子密钥分配协议若干关键问题研究

来源 :解放军信息工程大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:xiexieni777
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
量子密钥分配(QKD)协议能够为远程合法通信双方提供密钥协商,结合“一次一密”密码系统,理想条件下可以实现无条件安全的保密通信。实际QKD系统是理想QKD协议的具体物理实现,针对实际QKD系统中器件存在的各种安全性漏洞,检测所有器件的非理想性是非常困难的。因此,从QKD协议设计上寻求突破,提出了设备无关QKD(DI-QKD)协议,突破了QKD安全性对量子设备的依赖性。由于DI-QKD实验实现困难,使得介于DI-QKD和传统QKD之间的折衷协议成为QKD新的研究热点。其中,半设备无关QKD(SDI-QKD)协议仅要求量子设备的操作限定在给定维度的希尔伯特空间内,不需要量子纠缠态的制备,更容易实验验证。本文围绕SDI-QKD协议在联合攻击下的安全性,主要包括以下研究成果:1.四态SDI-QKD协议在联合攻击下的安全性分析。在联合攻击下的解析安全性界限是SDI-QKD安全性证明发展中的难点之一。针对四态SDI-QKD协议,建立了平均最优猜测概率与维度目击值之间的关系,基于平均最优猜测概率与最小熵的关系,给出了刻画窃听者获得信息量的最小熵与维度目击值之间的关系,基于Devetak-Winter界限给出了四态SDI-QKD协议在联合攻击下的安全密钥率公式,通过数值模拟分析了安全密钥率与维度目击值、比特误码率之间的关系,结果表明当维度目击值较小时,量子比特误码率对安全密钥率的影响更加明显。2.有限长密钥条件下的SDI-QKD协议的安全性分析。实际QKD系统的产生光脉冲数量是有限的,因此考虑有限长密钥条件是QKD实际安全性需解决的关键问题之一。在基于CHSH相关因子(Clauser-Horne-Shimony-Holt correlator)的SDI-QKD模型基础上,设计了一个基于CHSH相关因子的实际SDI-QKD协议,并给出了有限长密钥条件下协议的具体描述;基于平滑最小熵给出了联合攻击下窃听者获得信息量的下界,利用Serfling定理刻画了量子比特误码率的统计偏差,利用Hoeffding不等式刻画了CHSH相关因子的统计涨落,进而基于可组合安全性定义给出了协议在有限长密钥条件下的安全性分析;基于退极化量子信道模型,通过数值模拟比较了不同SDI-QKD协议及BB84协议的安全密钥率,分析了不同脉冲信号数量情况下安全密钥率与可见度之间的关系,结果表明本文提出的协议是目前最优的SDI-QKD协议。3.基于弱相干态(Weak coherent state,WCS)光源的SDI-QKD协议的安全性分析。目前实现理想单光子源技术不够成熟,因此基于WCS光源的协议研究是提高SDI-QKD实用化的有效途径之一。基于WCS光源模型,给出了单光子部分对应的维度目击值与实际可观测的维度目击值之间的关系,基于诱骗态方法和GLLP公式给出了基于WCS光源的四态SDI-QKD协议的安全密钥率公式,通过数值模拟分析了不同维度目击值下,协议安全密钥率与安全传输距离之间的关系。
其他文献
装备制造业作为我国的战略性产业之一,具有较高的产业关联度和较强的吸收就业能力,为我国的国民经济和国防建设提供了安全保障。发展装备制造业是我国实现工业化道路的必经之
近年来,我国实体经济发展环境日益严峻,与之形成鲜明对比的是金融体系的快速扩张和资本市场阶段性的非理性繁荣。在这种环境下,我国的非金融公司开始不断突破主营业务范围,积
随着科学技术的不断发展,大数据分析及其处理技术在社会生产和生活的各个领域发挥着越来越重要的作用。当今社会,人们对信息的需求量日益增加,对数据的完整性和准确性要求也越来越高。然而在现实生活中,由于受外界环境以及图像采集工具的干扰,人们所获得的信息准确率会受到很大影响,这就使得对受损的图像数据进行恢复变得至关重要。鲁棒主成分分析作为高维数据降维的主流方法之一,在图像处理领域得到了广泛应用。本文将主要研
目的:探讨调肝降压方对2017年ACC/AHA指南定义的1期高血压高危受试者早期内皮功能的影响。方法:设计为前瞻性、完全随机化、空白对照、单盲法的随机临床试验。于2周洗脱期后,在年龄30~79岁、诊室血压(CBP)130~139/80~89mm Hg的1期高血压肝火亢盛证受试者中,比较单纯改变生活方式(对照组,n=30)和口服调肝降压方(试验组,n=32)对血流介导的内皮舒张功能(FMD)的干预作
20世纪80年代以来,我国经济实现超高速发展,至21世纪头十年,我国GDP增长已经以两位数速度狂飙突进30年。改革开放以来,城市经济引领中国的经济社会克服了温饱问题、但对于因
近年来,EPC工程总承包模式在国内工程建设领域的市场份额不断攀升,业主认可度和市场需求也不断增强。在国家大力推进的天然气管道建设领域,工程总承包也呈现出迅猛发展的势头
信贷资金是维持企业正常的生产经营活动中不可或缺的要素,一旦缺乏及时的信贷资金支持,企业可能随时面临严峻的财务困境甚至破产。然而,作为我国经济增长的重要生力军,民营企
随着集成电路的快速发展,基于MCU的嵌入式应用广泛地活跃在生活中,如洗衣机、吹风机、玩具以及汽车等。MCU作为核心控制芯片,是集成电路不可或缺的部分。目前市场中大部分的M
基于发光二极管(Light Emitting Diode,LED)和工业相机的可见光多层成像通信系统,通过分集与复用传输模式的灵活配置,能够有效满足多属性数据分优先权传输的需求,更加适用于
在科技迅速发展、信息化技术加快的今天,智能卡已成为生活中一件不可或缺的东西。手机卡、公交卡、银行卡、社保卡等等已随处可见,目前,公民二代身份证与银行卡IC化需求更是