量子安全通信研究——基于糾纏交換的量子密鑰分發(fā)和量子直接通信.pdf

1、量子通信是量子信息基礎(chǔ)理論應(yīng)用的主要研究?jī)?nèi)容之一。量子安全通信將保密通信體系建立在量子力學(xué)理論之上，為信息的安全傳輸提供了新的方法。量子力學(xué)在研究微觀粒子的狀態(tài)和運(yùn)動(dòng)方式時(shí)給出了微觀粒子具有不可克隆、測(cè)不準(zhǔn)和可相互糾纏等物理特性，這些特性可以保證利用微觀粒子載荷信息的量子通信具有理論上的無(wú)條件安全性和對(duì)竊聽(tīng)的可檢測(cè)性，使得量子安全通信具有良好的性能和光明的前景。自從BB84量子密鑰分配方案以來(lái)，許多科學(xué)家加入量子安全通信研究領(lǐng)域，取得了

2、大量的令人矚目的研究成果。
　　 本碩士論文的研究?jī)?nèi)容主要涉及了量子安全通信中的量子密鑰分配和量子直接通信兩方面。第二章主要講述了量子安全通信的量子力學(xué)基礎(chǔ)。第三章重點(diǎn)介紹和分析了現(xiàn)有的一些經(jīng)典的量子安全通信協(xié)議，即BB84量子安全通信協(xié)議、“Ping-Pong”協(xié)議、“二步”量子直接安全通信協(xié)議和量子對(duì)話協(xié)議。其中BB84協(xié)議和“二步”量子直接安全通信協(xié)議具有良好的安全特性；“Ping-Pong”協(xié)議雖是一種存在若干漏洞的量子

3、通信協(xié)議，但它引入了量子直接通信的思想；早期的量子對(duì)話協(xié)議可能泄漏部分信息，與單向通信協(xié)議相比較并沒(méi)有提高量子傳輸信息的效率，但它帶來(lái)了雙向量子通信的思想。第四章詳細(xì)分析了安全通信中貝爾態(tài)粒子糾纏交換物理現(xiàn)象中的一些關(guān)鍵性質(zhì)，并利用這些性質(zhì)提出了安全可靠、編碼解碼簡(jiǎn)單的量子密鑰分配協(xié)議、量子直接通信協(xié)議和雙向量子直接通信協(xié)議;通過(guò)提出一種身份驗(yàn)證的方法，從而確保通信雙方的合法性，隨后分析并證明了所提方案的安全性。第五章的要點(diǎn)在于將二維貝