学位论文 > 优秀研究生学位论文题录展示

相干态量子密钥分发的若干研究

作　者: 杜乐
导　师: 于丽
学　校: 北京邮电大学
专　业: 光学
关键词: 相干态量子密钥分发正向协调逆向协调后选择协调高速克隆攻击放大信道攻击
分类号: O413.1
类　型: 硕士论文
年　份: 2009年
下　载: 75次
引　用: 0次
阅　读: 论文下载

内容摘要

量子信息学是信息科学和量子力学相结合而形成的新兴交叉学科。量子通信是量子信息学的一个重要分支,在提高运算速度,确保信息安全,增大信息容量和提高检测精度等方面可以突破经典信息系统的极限。经过几十年的发展,量子密码通信从最开始的单光子离散变量系统,到现在被广泛讨论的相干态连续变量量子密钥分发,实验装置越来越简单,密钥速率越来越大,效率越来越高。各种针对密钥分发系统的攻击方案也层出不穷。本文研究的内容主要为两方面内容,一部分为针对三种主要协调方案的性能分析;另一部分着重分析典型的攻击方案,在常规信道条件下对密钥分发系统的攻击性能。首先,介绍量子信息学基本概念和进展。基于光场的量子理论,推导了量子理论下光场的表示方法。从量子态光场中最基本的状态——相干态出发,研究了其量子噪声起伏的特性,进而根据Heisenberg测不准关系,研究了压缩态光场的特性,即压缩光场的一个分量的涨落被压缩到真空涨落之下,而另一个与之共轭的分量的涨落高于真空涨落,简单介绍了纠缠态的基本概念。最后,对量子密钥分发系统进行了介绍和原理分析。其次,分析了相干态量子密钥分发系统的基本原理,详细分析了三种协调方案,根据不同协调方案对密钥分发系统的安全条件进行了总结。针对不同的信道特征,分析三种协调方案的优缺点。首先是仅仅考虑信道的衰减影响,这时最有效的攻击就是不引入噪声的分束攻击;然后考虑信道噪声的影响,为了得到较高的安全性,我们假设所有噪声都是Eve引入的。通过分析可知,正向协调在信道传输率较大时有着明显的性能优势,而后选择协调对噪声的容忍度非常高。最后,比较、分析了高斯克隆攻击和放大信道攻击对密钥分发系统的攻击能力。两种攻击方案分别在个体攻击和集体攻击两种攻击方式下进行分析,每种方式下我们还考虑了正向协调和逆向协调的区别。放大信道攻击在除个体攻击、正向协调条件下,其攻击性能都比高斯克隆攻击的攻击性能好;但是高斯攻击在能够生成密钥的安全区域中,密钥速率分布较为平均,而放大信道攻击在线性放大器发大系数接近1的区域安全密钥迅速增长。

全文目录

摘要  4-6
ABSTRACT  6-10
第一章绪论  10-22
  1.1 量子信息学研究进展  10-11
  1.2 量子通信研究进展  11-13
  1.3 量子密钥分发实验的研究进展  13-15
  1.4 论文内容安排  15-17
  参考文献  17-22
第二章连续变量量子密钥分发的基本理论  22-38
  2.1 量子光学基本理论  22-32
    2.1.1 量子力学基本理论  22-24
    2.1.2 光场的量子理论  24-26
    2.1.3 相干态  26-28
    2.1.4 压缩态  28-31
    2.1.5 纠缠态  31-32
  2.2 量子密钥分发的基本理论  32-36
    2.2.1 研究背景  32
    2.2.2 基本原理  32-33
    2.2.3 量子密钥分发协议  33-36
  参考文献  36-38
第三章相干态量子密钥分发中校验协议分析及基本模型  38-56
  3.1 相干态量子密钥分发实验  38-40
    3.1.1 相干态连续变量密钥分发原理  38-40
    3.1.2 相干态量子密钥分发系统  40
  3.2 校验协议分析  40-53
    3.2.1 正向协调  41-42
    3.2.2 逆向协调  42-45
    3.2.3 后选择协调  45-46
    3.2.4 三中协调协议的性能分析  46-51
    3.2.5 总结  51-53
  参考文献  53-56
第四章不同攻击条件下连续变量密钥分发安全性分析  56-64
  4.1 高斯克隆攻击和放大信道攻击  56-60
    4.1.1 高斯克隆攻击安全理论分析  56-59
    4.1.2 放大信道攻击系统安全性理论分析  59-60
  4.2 两种攻击方案的安全性分析对比  60-63
  参考文献  63-64
第五章结论  64-65
致谢  65-66
攻读硕士学位期间发表的学术论文  66

相干态量子密钥分发的若干研究

内容摘要

全文目录

相似论文