没有纠缠的门限量子安全直接通信

第一次提出了一种门限量子安全直接通信(TQSDC)方案. 类似于经典的Shamir秘密共享方案, 发送者生成秘密密钥K的n个影子S₁, …, S_n, 每一接收者秘密保持一个影子. 如果发送者想要发送一个秘密消息M给接收者, 他将K和M的信息编码到一单光子序列并发送给其中一个接收者. 根据秘密影子, t个接收者按序对单光子序列实施相应的幺正操作并获得秘密消息M. 如果没有窃听者在线, 所共享的影子可以重复使用. 我们的协议利用目前的技术是可行的.     

一类基于秘密共享的量子密码方案的分析

最近杨宇光等人利用经典秘密共享给出一系列量子密码方案.其基本思想是将量子密钥共享给n个不同的成员,使得这些成员可以辅助实现量子身份认证、代理签名和量子安全直接通信.然而在实际应用中,这些方案继承了经典秘密共享方案的缺点,不能提供每个成员诚实参与协议的证明,任何恶意不合作行为只有最后才能被发现,从而使这类量子密码方案的使用效率很低.其次,由于这些方案使用了比特异或运算,使方案还存在一个更严重的攻击：如果任意两个成员合谋,可以改变他们原有的影子值,并且可以无障碍的使用新的影子参与量子密码方案,破坏协议执行的目的,使方案的门限彻底失效.此攻击是量子密码方案除密钥安全外的一种新的攻击形式.     

具有双向认证功能的多方量子密钥分发

基于Greenberger-Horne-Zeilinger态的纠缠特性,设计一个具有双向认证功能的多方量子密钥分发协议.在协议中,量子网络中的任意两个用户均可在一个半可信第三方的帮助下,共享一个安全的会话密钥.其中,利用带密钥的单向hash函数技术对每个用户的身份进行认证.最后,对协议的安全性进行分析,表明该协议在理论上是安全的.     

用6个量子态实现的m方与n方之间的量子秘密共享

提出了用3个共轭基实现的多方（一组的m个成员）与多方（二组的n个成员）之间的量子秘密共享方案.随机处于6态之一的单光子的序列被用于编码共享信息的载体.在这个量子秘密共享协议中,一组的所有成员通过幺正操作将她们各自的秘密直接编码在单光子态上,然后最后一个成员（一组的第m个成员）把最后所得到的量子位平均分成n份,并将这n份分别发送给二组的n个成员.通过测量对应的量子位,由一组的m个成员共享的秘密信息也被二组的n个成员所共享.此方案使多光子信号的特洛伊马攻击,Einstein-Podolsky-Rosen（EPR）对的伪信号攻击、单光子攻击以及不可见光子攻击无效.也给出了不忠实者使用任意两粒子纠缠态伪信号攻击方法窃听秘密信息平均成功概率的上界.     

基于Bell态的高效量子秘密共享

为提高协议在实验中的可操作性,提出了一个利用二粒子最大纠缠Bell态的量子秘密共享协议,其中发送方利用随机插入的正交单量子位,不仅可以有效地检测窃听行为,而且可以减少用于检测安全性的纠缠粒子,进而提高了纠缠粒子的利用率及产生密钥的效率;而接收方Bob和Charlie必须执行联合测量才能获得密钥,单独一方无法获得秘密信息.     

基于贝尔态的确定性量子密钥分配协议

提出了一种基于贝尔态的确定性量子密钥分配协议.它建立在纠缠量子系统的内部关联的基础上,双方通过共享纠缠量子系统和做单粒子量子测量建立起共享的密钥.与传统的只能生成随机字符串作为密钥的量子密钥分配协议不同,利用该协议,双方可以以任意指定的字符串作为共享的密钥.量子力学的定律保证了该协议的无条件安全性.除了单粒子量子测量之外,不需要做任何复杂的量子操作,因此它更容易实现,健壮性更好.     

基于单光子或逻辑量子比特的无信息泄露量子对话

本文首先利用单光子作为量子资源提出一个无信息泄露量子对话(Quantum Dialogue,QD)协议,其中每个单光子被直接编码用于传送秘密消息.通信双方事先共享量子态制备规则.制备方通过量子安全直接通信读取另一方的秘密消息.另一方借助于从制备方发送过来的指示单光子制备基的一个经典信息序列来解码出制备方的秘密消息.这样,信息泄露问题被避免.所提出的基于单光子的协议只需要单光子测量.与Shi的最近两个基于单光子的QD协议不同的是,所提出的基于单光子的协议既不需制备两个相邻的单光子处于相同的量子态也不需执行控制非(Controlled-Not,CNOT)操作.最后,本文利用逻辑量子比特作为量子资源将所提出的基于单光子的协议分别推广到抗集体退相位噪声和抗集体旋转噪声的情形.     

基于压缩态的多方与多方量子秘密共享

提出了一种基于连续变量压缩态的多方对多方的量子秘密共享协议．该协议中，Alice集团中的成员将要共享的秘密信息直接编码在由Bob集团制备的量子态上．两个集团Alice和Bob共享一组经典秘密，当且仅当Alice或者Bob集团中的所有成员共同参与，才能恢复出秘密，任何部分成员都不能恢复出秘密信息该方案与基于单光子实现的方案相比，效率更高，实现更加简单．分析表明该协议是安全的．     

一种新的量子密钥分发、认证协议

为了提高量子密钥的分发效率,降低信道要求,并在密钥分发过程中实现身份认证,提出了一种新的量子密钥分发协议,在该协议中载波光子的发送与接收仅由一方完成.该协议只有一条量子信道,通过在量子信道的中段对光子进行偏振调制,可将欲传递的信息附加到光子上;同时,该协议通过通信双方的共享信息进行身份认证,避免了以往同类协议中不安全的经典信道.该协议属于偏振光类型的量子传输协议.当收发均由一方进行时,能有效地提高光子的利用效率,并增强安全性能.     

基于纠缠交换的第三方密钥分配

为了提高量子密钥分配协议的安全性,采用量子纠缠交换中一个有趣的规律,实现了基于纠缠交换的第三方密钥分配协议.在基于认证的基础上,能有效抵抗TC不诚实引起的安全问题,具有较高的传输效率.     

高效量子密钥分发系统协议研究

本文详细比较了各类量子密钥分发系统协议的密钥生成效率,对目前提高量子密钥分发协议效率的方法进行了总结,并对利用单光子多比特量子态提高量子密钥分发系统效率的方法进行了分析和展望。     

量子通讯的基本协议

量子通讯是当今的热点技术之一 ,是量子力学和密码技术相结合的产物 .量子通讯协议是实现量子通讯的基础 .通过介绍量子密码理论基础与基本原理 ,简要说明了量子通信基本方式和BB84协议、B92协议和相关粒子协议 ,这 3个协议是基本的密钥分发协议 ,并且指出了发展量子密码存在的一些问题 ,单光子产生的探测以及对波函数的进一步理解具有重大的理论和实际意义     

集体噪声信道中基于逻辑Bell态可控的量子对话协议

利用逻辑Bell态提出两个分别抵抗集体退相位噪声和集体旋转噪声的可控的鲁棒量子对话协议。协议的量子资源是利用DF(Decoherence free)态构造的逻辑Bell态,在第3方的控制下,通信双方仅需单光子测量,可获得秘密消息,控制方却不能获得任何秘密消息。所提出协议最大优点是第3方可控,无信息泄露问题。控制方需进行Bell基测量,但通信方仅需单光子测量,通信双方的编译码仅用异或操作完成,简单易行。对协议进行安全性分析证明了协议的有效性。     

基于身份的访问结构上的秘密共享方案

目的设计一个安全的访问结构上的秘密共享方案。方法借助Girault密钥交换协议进行设计。结果与结论设计了一个基于身份的访问结构上的秘密共享方案。新方案中用户自己选择私钥并作为其秘密份额,无需秘密分发者为每个用户分发秘密份额;同时,参与者利用自己的私钥可以共享任意多个秘密;整个方案中计算量小且不需要安全信道,更实用。     

一种新的域间基于身份认证密钥协商协议

目前对于密钥交换协议的研究越来越多,如基于Diffie-Hellman的密钥交换协议。但是对于密钥的认证却没有很好地解决,如何保证参与方的认证？例如在Diffie-Hellman密钥交换协议中,如何防止中间人攻击。目前的方案需要可信的第三方TTP（Trusted Third Party）的支持;密钥的更新和管理有困难,不同的域无法完成密钥交换。现提出一种新的域间基于身份认证的密钥交换协议,一方面使得在不同域间的用户也可以交换密钥;另一方面用户使用基于身份的密钥产生方案可以对用户进行认证。     

改进的三方量子秘密共享协议

针对Tan等人的三方量子秘密共享协议不能抵抗不可见光子特洛伊木马和延迟光子特洛伊木马攻击的缺点,提出了一个改进的三方量子秘密共享协议,该协议利用Bell态和幺正变换实现了三方的秘密共享。安全性分析表明,改进的协议不但能抵抗参与者攻击和一般的外部攻击,而且能抵抗2种特洛伊木马攻击,并有较高的量子比特效率。     

基于集体噪声信道三量子比特纠缠态测量相关性的鲁棒量子对话

利用三量子比特纠缠态作为初始量子资源,提出两个分别运行在集体退相位噪声信道和集体旋转噪声信道上的鲁棒量子对话(Quantum Dialogue,QD)协议.Alice制备一系列三量子比特纠缠态,将它们分成一个物理量子比特序列和一个逻辑量子比特序列,然后将逻辑量子比特序列发送给Bob.接着,Alice和Bob分别对物理量子比特序列和逻辑量子比特序列进行测量.根据他的测量结果,Bob制备新的没有测量过的逻辑量子比特序列,并利用逻辑酉操作编码他的秘密消息.接着,Bob将编码的逻辑量子比特序列发送回Alice.最后,Alice对编码的逻辑量子比特序列施加逻辑酉操作以编码她的秘密消息并公布她对其的测量结果.这样,Alice和Bob就能解码出彼此的秘密消息.借助于三量子比特纠缠态的测量相关性,两个参与者秘密地共享信息逻辑量子比特的初态.这样,信息泄露问题被克服.所提出的协议只需要单光子测量.与之前提出的可运行在集体噪声信道上的QD协议相比,所提出的协议具有最高的信息论效率.     

通过粒子重排序实现量子安全直接通讯

量子安全直接通讯是对秘密信息的直接通讯,而不需要先制造一个分享的密钥.这种方案可以用于一些紧急的情况.利用粒子重排序的方法来实现量子安全直接通讯.此方案无需进行幺正操作,比ping-pong协议更为简便.而且该方案被证明在理想信道中是安全的.     

一种新型的电子商务微支付方案

针对目前电子商务微支付方案中所存在的密钥托管、匿名性以及公平性等问题,提出一种新型的电子商务微支付方案.在认证与密钥协商子协议中,通过盲化技术和双线性运算,在没有第三方参与的情况下,实现用户和商家之间的相互认证,并得到一个共享的密钥,可以有效地提供匿名性.在支付子协议中,在双Pay Word链的基础上,结合同时生效的数...     

测量塌缩问题在信息秘密共享中的应用

在保密通信中,信息的安全性主要依赖密钥的安全,密钥管理对于分布式网络的保密通信安全具有决定性的作用,秘密共事就是一种实现密钥分散保管的协议.文章讨论了利用双光子纠缠即可实现三光子纠缠才能实现的量子态秘密共享方案.其主要技术是利用双光子纠缠与单光子压缩.通过对双光子纠缠塌缩测量及对测量得到的经典信号进行复制.即可替代三光子纠缠,实现信息在两输出端的秘密共享.