鲁棒的光纤量子密码系统的电子学设计

单模光纤本身存在着极化模式色散效应，使得极化编码方式很难用于光纤量子密码，对此，我们利用极化纠缠光子对实现了一种时间标记的量子密码方案。该方案克服了单模光纤对极化模式集体旋转影响，且不需要校正参考系。简要介绍了这个方案的原理及其实验过程，并着重介绍整个量子密码系统的电子学设计，最后给出了一些主要的实验结果并同理论预言相比较。     

经典密码通信与量子密码通信的现状及发展趋势

对现有3种经典保密通信体系,即对称密钥体系、非对称密钥体系、Vernam密钥体系的现状和发展趋势进行了分析,指出了经典保密通信的局限性,重点阐述了绝对安全的量子密码通信的现状和发展趋势.     

One-way quantum identity authentication based on public key

Based on public key, a quantum identity authenticated （QIA） system is proposed without quantum entanglement. The public key acts as the authentication key of a user. Following the idea of the classical public key infrastructure （PKI）, a trusted center of authentication （CA） is involved. The user selects a public key randomly and CA generates a private key for the user according to his public key. When it is necessary to perform QIA, the user sends a sequence of single photons encoded with its private key and a message to CA. According to the corresponding secret key kept by CA, CA performs the unitary operations on the single photon sequence. At last, the receiver can judge whether the user is an impersonator.     

基于纠缠比特实现的量子身份认证协议

提出一种利用三粒子纠缠态GHZ三重态的性质实现的身份认证方案.利用信息分割原理,对GHZ纠缠态进行信息分割,然后延迟传递粒子态,不经过认证中心,直接实现身份认证.     

量子密钥分配技术——信息时代安全之“盾”

 介绍了密码技术,解释了密码危机的由来。对称密码体制中的密钥分配是维护信息安全的核心问题,自20世纪70年代研发的公钥密码体制存在多种隐患,它们难以保证密钥分配中的绝对安全。论述了量子密钥分配技术的原理及研发进展。     

利用GHZ态进行量子密钥分配

提出了利用GHZ态的关联在通信双方之间建立密钥的方案．在此方案中除了用于检测窃听者是否存在的GHZ态以外,剩余的GHZ态全部用来建立密钥,效率较高,并且每个GHZ态携带3比特的信息．通过研究证明这一方案是安全的．     

密文明文长度比可变的多变量公钥加密方案

多变量公钥密码体系是一种能保证后量子通信安全的重要方法。现今,能投入到实际应用、高效且安全的多变量公钥签名方案有很多,加密方案却很少。2013年后量子密码会议上,Tao等人提出了简单矩阵加密方案。该方案在保证安全性的前提下,具有较高的效率,但该方案的密文明文长度比固定为2。针对这一情况,对简单矩阵加密方案进行改进,提出Cubic AB加密方案。在该方案中,矩阵A的各元素由随机二次多项式构成;并选用一个扁长的矩阵来取代原方案中的B、C矩阵。使得该方案在能抵抗秩攻击的同时,密文明文长度比能灵活改变。并且随着安全性的提高,密文明文长度会相应减小,解密过程也随之加快。     

量子通信中的量子加密网络

对量子密钥分发协议进行了研究，利用点－点量子密钥分发协议的基础上，基于传统密钥托管方案，推广到多点之间（即在网络环境下）的密钥分发协议，提出了多用户、多控制中心网络环境下量子密钥分发过程的实现方法。各中心节点只起到密钥存储、Bell基联合测量、对密钥进行接力传送的作用，密钥是动态产生的，各中心并不知道最终生成的密钥。     

Public Key Cryptography Based on Ergodic Matrices over Finite Field

A new public key encryption scheme is proposed in this paper, which is based on a hard problem over ergodic matrices. The security of this scheme is equal to the MQ-problem： multivariate quadratic equations over finite fields. This problem has been shown to be NP-complete and can＇t be solved with polynomial time algorithm.     

Complete multiple round quantum dense coding with quantum logical network

We present a complete multiple round quantum dense coding scheme for improving the source ca-pacity of that introduced recently by Zhang et al. The receiver resorts to two qubits for storing the four local unitary operations in each round.     

Ad hoc网络中密钥分发机制的研究

针对Adhoc网络的特点 ,提出了一种结合身份加密算法和阈值算法的有效和可扩展的密钥分发机制 .这一机制为上层的安全协议提供了运行的基础     

基于量子神经网络的网络攻击同源性判定方法

探讨大数据背景下网络攻击同源性的分析方法,为攻击场景还原、攻击定性及攻击者溯源提供依据。提出了一种基于证据链的攻击描述方法,并归纳出各环节代表特异性的关键指纹,进一步构建了相应的网络攻击同源性判定模型,使用编辑距离计算攻击链单一环节之间的特征相似度,通过量子神经网络方法对多个攻击环节的相似性进行算法综合,进而实现网络攻击的同源判定。测试结果表明,该方法能够有效地对网络攻击进行同源性判定,相比基于样本的方法更加准确、可靠。该工作为大数据下提高网络攻击溯源能力及自动化水平探索了一条有效途径。     

基于单光子的安全通信方案

提出了利用单光子态在通信双方之间建立密钥以及进行安全通信的方案.在此方案中除了用于检测窃听者是否存在的量子态以外,剩余的量子态全部用来建立密钥,效率较高,并且在此基础上提出的安全通信方案的安全性达到"一次一密"的水平.     

两种典型的量子通信技术

量子通信是量子信息中的一个重要分支．而其中最典型的量子通信技术是量子隐形传态和量子密码通信．文章介绍了量子通信中量子叠加和量子纠缠的概念．并介绍两种量子通信技术的理论框架,同时也涉及了这个领域的实验研究进展．     

基于相位编码的高效量子密钥分配方案

提出了一种新的单向量子密钥分配方案.该方案利用光子的两列子波之间相位差关系形成的干涉结果进行编码,并且利用与干涉结果独立的光子偏振态进行窃听检测.并对该方案的效率和安全性进行了分析.理论分析表明,该方案的光子利用率为100%,而经典通信量仅约为BB84方案的一半,信息传输效率约为2n/(3n+4),高于BB84方案25%的效率值,随着传输光子数n的增大,效率值将趋近于66.7%.而且,该方案对于截获重发、测量重发、纠缠测量等常见的攻击,都具有很好的安全性.此外,对于现在的技术而言,该方案较易实现.     

基于诱骗态方法的量子密钥分发

诱骗态量子密钥分发方法成功地解决了光子数分离攻击的安全性漏洞,并且使得人们实现了长距离的量子密钥分发.回顾了量子密钥分发的发展过程,从BB84协议至三强度诱骗态方法的实现.并且详细叙述了如何通过输入参数来获得绝对安全密钥的成码率.     

智能卡公钥密码体制的模乘器

模乘器的面积过大和速度较慢是影响公钥密码体制 RSA在智能卡应用中的主要问题。文中针对 Montgomery模乘算法进行了分析和改进 ,提出了一种新的适合于智能卡应用的高基模乘器结构。由于模乘器采用两个并行 16bit乘法器和两个流水的加法器 ,使得它有效地降低了芯片面积、提高了运算速度 ,从而实现了智能卡公钥密码体制 RSA的数字签名与认证。仿真表明 :在基于华邦 0 .5μm工艺下 ,模乘器 VLSI实现共用 85 0 0个门 ,在 2 0 MHz的时钟频率下 ,加密 10 2 4bit的数据模幂乘运算平均时间仅需 3 42 ms。这个指标优于当今电子商务的加密处理器 ,适合于智能卡应用     

空间信息网络中安全可追溯的影像分发方案

遥感影像分发是空间信息网络的重要应用.针对现有遥感影像分发方案存在的共谋密钥问题,基于关键数据保护方法,提出了差异化安全分发方案.该方案具有对分发内容的可追溯能力,基于JPEG2000图像压缩方法,将影像内容分为关键部分和公共部分;关键部分通过部署于地面的分发中心实现集中分发,使用无证书公钥密码技术实现安全传输,用户从...     

自由空间量子密钥分发中信号发生与处理方案

针对自由空间量子密钥分发系统中的随机信号发生及数据采集这一难题,提出了一种利用在LabVIEW环境下开发的虚拟仪器程序来控制数字I/O板卡的解决方案.发送端利用程序控制高速数字输入/输出板卡,产生随机信号用于实现光子路径的随机选择.接收端采用缓冲周期测量的计数方式,采用两个计数器记录两路随机信号的信息,通过程序来完成对计数器板卡的控制,将采集到的数据保存在两个本地文件中,以用于后续的数据处理分析.本方案具有易于开发和调试、维护方便、应用灵活、成本低等优点,已经成功用于基于B92协议的自由空间量子密钥分发系统中.     

A universal coherent source for quantum key distribution

We propose a concept of universal coherent source for quantum key distribution. The weak coherent pulse （WCP） and heralded single photon source （HSPS） are the most common photon sources for state-of-art quantum key distribution （QKD）. However, there exists a prominent crossover between the maximal secure distance and the secure key generating rate in short and middle distance if one applies these two sources in a practical decoy state quantum key distribution. It is shown that by combining the heralded pair coherent state （HPCS） photon source and the practical decoy state method together, one can not only strengthen the maximal secure transmission distance, but also improve key generat- ing rate at short and medium distance. Moreover, the advancement in key generating is not confined in the particular protocol utilized and can be easily checked for both BB84 and SARG protocol. Finally, we clearly demonstrate how the HPCS-based decoy method works effectively and feasibly by proposing an efficient HPCS-based ＂1 signal＋2 decoy＂ state method,