基于RRDPS的量子保密通信技術(shù)研究.pdf

1、量子信息學(xué)是量子力學(xué)和信息學(xué)結(jié)合的交叉學(xué)科，采用量子力學(xué)的基本定律提供一種安全方式來實現(xiàn)私人信息交換。量子密鑰分配（Quantum Key Distribution, QKD）作為量子信息學(xué)的核心，通過在通信雙方之間共享安全密鑰實現(xiàn)無條件安全通信。在過去的30年，傳統(tǒng)QKD協(xié)議的設(shè)計依賴于監(jiān)控信號干擾并估計信息泄露數(shù)量的上限值，從而確保通信的安全。最常用的方式為利用接收信號隨機采樣得到的比特錯誤率來估計相位錯誤率。當(dāng)協(xié)議要求較高參數(shù)估計

2、精度，隨機采用并丟棄的信號增加，導(dǎo)致協(xié)議的效率降低。2014年 T. Sasaki等人提出 Round Robin Differencial Phase Shift Quantum Key Distribution(RRDPS QKD)。該方案無需通過測量監(jiān)控信號干擾就可保證最終密鑰的安全，有很好比特錯誤容忍和有限長度密鑰效應(yīng)。RRDPS利用激光脈沖序列就可實現(xiàn)與誘騙態(tài) QKD協(xié)議相比擬的最終密鑰生成率，成為高可行性實現(xiàn)QKD的方案。<

3、br>　　本文將增強量子密鑰分配的安全性和實用性作為出發(fā)點，主要從協(xié)議理論安全性分析、實驗方案及改進(jìn)和對協(xié)議擴展應(yīng)用幾個層面研究了RRDPS量子密鑰分配協(xié)議。具體工作如下：
　　1、從該協(xié)議的安全機制（RRDPS機制）、相位錯誤率估計和密鑰率幾個角度對RRDPS量子密鑰分配協(xié)議展開安全性研究。并對被動RRDPS協(xié)議的安全性進(jìn)行了驗證。
　　2、介紹了四種RRDPS實驗方案和可變延遲干涉儀設(shè)計方案，并對各種方案進(jìn)行詳細(xì)的對比分

4、析，從實驗可行性和提高生成密鑰率的角度提出了基于平衡主動可變延遲干涉儀的擴展自由度DPS-RRDPS改進(jìn)實驗方案。
　　3、通過對糾纏態(tài)量子秘密共享（Quantum secret sharing，QSS）、單光子QSS和多方 QSS協(xié)議的研究，提出了基于 RRDPS機制的 QSS和量子秘密比對(Quantum Private Comparison, QPC)協(xié)議，并從協(xié)議正確性、外部Eve攻擊和惡意內(nèi)部參與者三個角度對提出的協(xié)議進(jìn)