量子確定性密鑰分發(fā)及其信息論分析.pdf

1、以經(jīng)典密碼學(xué)和量子力學(xué)為基礎(chǔ)的量子密碼是密碼技術(shù)領(lǐng)域中一種新型的密碼體制,與經(jīng)典密碼相比,量子密碼最根本的優(yōu)勢(shì)在于無條件安全性和對(duì)竊聽的可檢測(cè)性。量子密鑰分發(fā)(quantum key distribution,QKD)是量子密碼研究的重點(diǎn),可以為通信者提供安全的共享密鑰。然而,現(xiàn)存的量子密鑰分發(fā)協(xié)議僅僅能夠產(chǎn)生隨機(jī)的密鑰,卻不能完成預(yù)先確定性密鑰的分發(fā)工作。本文緊隨量子密鑰分發(fā)這個(gè)熱點(diǎn)課題,著重研究事先確定性密鑰的分發(fā),設(shè)計(jì)了一系列量子

2、確定性密鑰分發(fā)(quantum deterministic key distribution,QDKD)協(xié)議,并從信息論的角度進(jìn)行安全性分析。本文主要取得以下研究成果:
　　 根據(jù)量子密鑰移交的思想,基于糾纏信道認(rèn)證提出了兩個(gè)QDKD協(xié)議:一是先對(duì)通信者以及信道進(jìn)行認(rèn)證,再傳遞確定的密鑰,這樣可以有效地保證密鑰的安全性；一是基于量子信道認(rèn)證協(xié)議進(jìn)行確定性密鑰的傳遞。另外,運(yùn)用信息論對(duì)所提出的QDKD協(xié)議進(jìn)行了詳細(xì)的安全性分析,結(jié)

3、果表明基于糾纏信道認(rèn)證的QDKD協(xié)議與EPR協(xié)議在安全方面是一致的,二者都具有無條件安全性；此外,通信者之間的傳輸信道容量與經(jīng)典的二元對(duì)稱信道容量相同。利用Bell態(tài)、GHZ態(tài)等量子糾纏態(tài),設(shè)計(jì)了兩個(gè)新的QDKD協(xié)議,并從量子力學(xué)原理和信息論兩個(gè)方面對(duì)所設(shè)計(jì)的兩個(gè)QDKD協(xié)議進(jìn)行了安全性分析以及效率分析。采用量子隱形傳態(tài)和糾纏交換提出了兩個(gè)QDKD協(xié)議來傳遞事先確定的密鑰給意定的接收者,并從信息論的角度全面系統(tǒng)地分析了協(xié)議的安全性。研究