基于Bell态与其纠缠性质的量子密钥分发
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QKD, 使设计的
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ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
作者简介:冯志宏(1989-),男,江西赣州人,硕士研究生,主要研究方向为信息安全与信息计算;谭晓青(1976-),女,副教授,博士,主要研究方向为密码 编码学(ttanxq@jnu.edu.cn);梁翠(1978-),女,硕士,讲师,主要研究方向为信息安全与信息计算,信息管理系统及项目管理.
于 Bell 态与其纠缠性质的量子密钥分发协议。该协议可行、安全、简单有效,通过严格的数学推导证明了窃听者不可 能获取密钥而不被发现。此外,得出了该协议效率与安全的数学模型,并通过 MATLAB 仿真分析了协议效率与安全的 关系。 关键词:量子密钥分发;量子纠缠;Bell 测量;效率与安全 中图分类号:TP309 文献标志码:A
-------------------------------基金项目:国家自然科学青年基金项目(61003258)
1 基本原理
1.1 Bell 态与 Bell 测量 EPR 对是双量子系统的最大纠缠态,它可以处于以下四种 状态中的任一种,四种状态分别为:
B92[12],E91[13]和一些其他量子密钥分发
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http://www.arocmag.com/article/02-2015-03-044.html
0 引言
现代社会人们对于通信的安全性要求越来越高。目前大规 模使用的加密算法都是传统的加密方式,依赖于数学算法的复 杂性,在安全上没有严格的证明。尤其在信息产业迅猛发展的 今天,计算机技术快速的发展,对许多加密算法形成严峻的挑 战,因此,寻求一个理论上绝对安全的通信协议迫在眉睫。量 子密钥是以经典密码学和量子力学为基础,利用量子力学原理 实现无条件安全信息交换的一种新型密码体制。量子密码学主 要包括量子密钥分配[1-5]、量子秘密共享[6]、量子数字签名[7]、 量子身份认证[8]和量子安全直接通信[9-10]等方面。 在经典算法范 畴内,任何经典密码系统都有可能是不安全的。随着量子密码 学与量子计算技术的发展, 尤其是 Shor 因式分解大数算法的提 出,更是对经典密钥体系的安全性提出了严峻挑战。1984 年, Bennett 和 Brassard 提出了首个量子密钥分发协议-BB84[11]协 议,随后相继提出了 协议。 近些年,量子密钥分发研究得到了长足的发展,人们更多 的致力于利用不同的量子物理性质[14-16]来实现
Quantum key distribution protocol based on Bell states and its entanglement
FENG Zhi-hong1, TAN Xiao-qing1, LIANG Cui2
(1. School of Information Science & Technology, Jinan University, Guangzhou 510632, China; 2. School of Applied Mathematics, Guangdong University of Technology, Guangzhou 510006, China) Abstract: In order to improve the feasibility, security and efficiency, a quantum key distribution protocol is proposed based on Bell states and its entanglement by establishing the classical channel and quantum channel between the two parties of communication. The protocol is feasibility, safe, simple and efficient. And it has been proved that the eavesdropper cannot obtain the secret key without being found through the rigorous mathematical derivations. We also get the mathematical model of efficiency and security, and analysis their relationship by MATLAB emulation. Key Words: quantum key distribution (QKD); quantum entanglement; Bell measurement; efficiency and security QKD 具有更高的效率,使 QKD 更接近于目前的实验技术条件 等研究方向,人们设计了许多方案。同时,世界各地也正在积 极的开展各种实际应用 QKD 的研究, 努力利用当前的技术条件 去实现 QKD,且取得了不错的进展。当前,量子密钥分发已经 在某些领域进行了实际的应用,并还在不断的发展中。基于量 子密码学技术的快速发展,当前设计在技术上更容易实现,且 更加安全高效的方案是重要的研究课题。 本文提出了基于 Bell 态与其纠缠性质的量子密钥分发协 议,利用最简单的两粒子纠缠 Bell 态与其联合测量,就可以高 效的产生量子密钥。并严格分析了该协议的安全性,也从量子 信息论的角度分析了协议效率与安全性的关系,证明了第三方 想要获取密钥必然会被检测发现。
优先出版
计 算 机 应 用 研 究
第 32 卷
基于 Bell 态与其纠缠性质的量子密钥分发
冯志宏 1,谭晓青 1,梁 翠 2
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(1.暨南大学 信息科学技术学院数学系,广州 510632;2.广东工业大学 应用数学学院,广州 510006) 摘 要:为了提高量子密钥分发的可行性、安全性和效率,在通信双方间通过构建经典信道和量子信道,提出了一种基