基于d级量子系统相互无偏基的量子安全多方求和及其应用

本文提出一种新颖的基于d级量子系统相互无偏基的量子安全多方求和协议.n个秘密持有者通过变换操作将自己的秘密编码在相互无偏基量子态上,以环形模式将其进行传输.安全性分析表明,所提出的协议能抵抗外在攻击和参与者攻击.本文协议适用于d级量子系统,采用整数加整数技术计算模d和,相比于采用比特加比特计算的量子安全求和协议,会具有更高的计算效率;相比于求和模较小的量子安全求和协议,会具有更广泛的应用.而且,这个协议能被用于量子多方隐私比较和量子多方匿名投票.     

面向分布式量子网络的匿名盲量子计算协议

量子网络安全旨在研究分布式量子网络中通信和计算的安全性.本文研究了量子计算任务中的两个安全问题,即隐私性和匿名性.为此,本文提出了一种新的单服务器多用户匿名盲量子计算协议,利用在服务器和用户之间生成的匿名纠缠作为量子资源用于实现盲量子计算任务.匿名性、盲性和安全性分析表明所提出的协议在实现盲量子计算的同时保证了用户身份的保密.和现有的盲量子计算协议相比,本协议为盲量子计算增加额外的安全保障,也为其他匿名量子密码协议的设计提供了新思路.     

基于纠缠交换的量子安全多方求和

提出了一个基于纠缠交换的量子安全多方求和协议,该协议允许多个参与方安全地计算其秘密数据的和.在该协议中,引入了一个半可信的第三方来帮助这些相互不信任的参与方实现这个安全任务.利用d级cat态和Bell态的纠缠交换,在参与者和半可信第三方之间安全地传输信息.最后,安全分析表明该协议对几种常见攻击的安全性,在理论上是安全的...     

抗共谋攻击的多方量子密钥协商协议

Wang等基于四量子比特对称W态提出/了多方量子密钥协商协议(MQKA2018W协议),通过分析和证明MQKA2018W协议的安全性，发现该协议无法抵抗参与者的共谋攻击，即2个不诚实的参与者可以通过共谋的方式窃取到其他诚实参与者的密钥信息.针对MQKA2018W协议中存在的这个安全性问题，可增加一个半可信的第三方服务器改进MQKA2018W协议，并提出一个能抵抗参与者共谋攻击的安全的多方量子密钥协商协议.综合分析表明，改进协议具有正确性、公平性和隐私性，且能安全抵抗内部攻击和外部攻击.     

量子安全直接通信?

"墨子"号量子科学实验卫星的发射,进一步吸引了人们对量子通信的关注.自1984年IBM的Bennett和加拿大蒙特利尔大学的Brassard提出第一个量子密钥随机分配协议以来,量子通信能否进行机密信息的安全直接传输一直是困扰量子通信界的一个难题.2000年,清华大学龙桂鲁等萌芽了量子安全直接通信的初步思想,随后的几年,我们建立了量子安全直接通信的完整理论,创建了4个判据,构造了2个最早期完整的量子安全直接通信代表性方案,为量子安全直接通信方案设计及其应用提供了物理原理依据,吸引了众多学者的关注与投入,促进了这一领域的发展.本文首先以第一个量子秘钥随机分配协议为例介绍量子通信如何为经典保密通信服务;随后,以最早期完整的2个量子安全直接通信方案为基础,阐述了为什么可以进行量子安全直接通信,并介绍量子安全直接通信的物理原理.     

利用秘密共享的多方同时量子身份认证

提出了两种基于秘密共享的多方同时量子身份认证(MSQIA)协议. 所有用户可以由一个可信第三方(TTP)同时认证. 在第一个协议中, TTP利用量子秘密共享与所有用户共享一个密钥K. 第i个影子作为第i个用户的认证密钥. 当有必要实施MSQIA时, TTP秘密生成一个随机数R且发送给所有用户一序列编码有K和R的单光子. 根据各自的影子, 每一用户按序对单光子序列实施相应的幺正操作. 最后, TTP 可以判断假冒者是否存在. 第二个协议是第一个协议的变形, 具有一环形结构. 这两个协议可以高效地用于网络中的MSQIA. 它们利用目前的技术是可行的.     

集体幅值阻尼信道上的量子安全直接通信

针对幅值阻尼信道,提出了一个高效的量子安全直接通信协议.协议利用两粒子量子态编码一个逻辑比特,从而可以抵抗集体幅值阻尼效应.消息分发者直接将秘密编码,接收者执行确定的测量解码消息,测量不存在测量基不匹配的情况.量子态传输过程利用非正交态不可区分性保证其安全性.此外,利用量子计算的基本操作构造了量子线路以实现信道编码和信息编码.     

一种新颖的基于类GHZ态的两方半量子密钥分配协议

本文提出了一种新颖的两方半量子密钥分配(Semiquantum Key Distribution, SQKD)协议,该协议只使用一种类GHZ态.提出的SQKD协议可以实现在无第三方的情况下在一个具有无限量子能力的量子方和一个具有有限量子能力的经典方之间创建一个共享隐秘密钥.该协议不需要Hadamard门或者纠缠交换操作.详细的安全性分析表明,提出的SQKD协议能够抵御来自外部窃听者的几种著名攻击,如特洛伊木马攻击、纠缠-测量攻击、双重控制非攻击、测量-重发攻击和截获-重发攻击.     

基于d维纠缠态的安全量子投票协议

在投票过程中如何保护投票人的隐私是当前量子投票协议设计中的一个重要研究课题。本研究通过对d维量子纠缠态进行分析,利用其相位可以隐藏秘密信息的性质,设计一个安全量子投票协议。通过对协议的分析发现,在量子信道中传递选票信息时,协议能够隐藏投票信息,满足投票人对身份信息的安全性和匿名性需求,有效保证投票人的投票信息不被窃取,实现安全匿名投票。     

重新审视量子对话和双向量子安全直接通信的安全性

从信息论和密码学的角度分析了两个量子对话协议和一个双向量子安全直接通信协议的安全性,指出这些协议中传输的信息将会被部分地泄露出去．也就是说,任何窃听者都可以从合法通信者的公开声明中提取到部分秘密信息．而这种现象在量子安全通信中是不该出现的．事实上,很多近期提出的类似协议中也存在这个问题．希望在今后的研究中信息泄露的问题能够得到大家的重视．     

基于双向量子隐形传态上的双向量子安全直接通信

提出了一种利用EPR对和纠缠交换的双向量子隐形传态;在这个协议中,双方可同时发送一个未知的单一量子比特给对方,而且在实际操作中比以前的提出的协议更加简单;利用提出的双向量子隐形传态,建立了一种新的双向量子安全直接通信协议,协议在通信过程中不需要传递携带秘密信息的量子比特,大大提高了量子通信的安全信.     

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.     

基于时分复用的量子网络编码

量子网络编码用于解决量子网络中的拥塞问题,可以有效地提高量子网络的传输效率和总吞吐量.本文提出了一种时分复用量子网络编码方法,在蝶形网络上可交叉传输两个任意单量子比特态.为了解决拥塞问题,一个具有偏振和时隙自由度的单光子作为桥梁,以可预报的方式使瓶颈信道两端的中间节点的两对量子存储器产生纠缠.最后,基于量子隐形传态和所生成的可预报双纠缠信道,可实现蝶形网络上量子2对单播通信.考虑不诚实中间节点,进而提出了一种安全增强的量子2对单播通信协议,分析了协议的安全性和性能.结果表明,改进后的协议对不诚实中间节点实施的一般纠缠测量攻击是安全的.通过利用时分复用技术,它可以扩展到更一般的量子网络上的多单播通信.     

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.     

使用多方态的量子密钥共享方案(英文)

给出使用Sen等推广的多方对称态的量子密钥共享方案,我们采用不同的方法证明这个方案是安全的.然后,根据局域实在性的破缺,证明了对称的多方量子态的量子密钥共享的安全性,并作了进一步的推广.     

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.     

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     

基于量子双向传态的多方量子通信网络的构建方案

利用量子双向传态技术构建了一个量子通信网络,从而实现安全的多方通信.对该方案的通信安全性和网络工作效率进行了分析,并提出了改进方法,使得该方案更具有实用价值.     

半透明窃听方式下B92协议的安全性研究

在量子密码中应用量子测量信道的概念及信息论理论，计算了量子保密通信的B92协议在半透明截取攻击方式下敌手和合法接收方能获得的信息量、信号传输中的位错误率，为合法者的安全通信和对敌手的检测提供了理论依据和标准．