量子密鑰分發(fā)協(xié)議及二元序列無序度研究.pdf

1、量子密鑰分發(fā)是基于量子力學(xué)基本理論發(fā)展起來的，它有兩個基本特征，即對竊聽者的可檢測性和無條件安全性，是一種原則上不可破譯的密碼體制。因此它受到密碼學(xué)界和物理學(xué)界的重視，在理論、實驗和實用化方面的進展非常迅速，近年來成為研究熱點之一。
　　對量子密鑰分發(fā)協(xié)議中的一些有趣問題，我們做了三個方面的研究。首先，針對BB84協(xié)議中光子利用率低且不能進行身份認證的缺點，提出了一種基于挑戰(zhàn)-應(yīng)答機制的量子密鑰分發(fā)協(xié)議。在該協(xié)議中，發(fā)送方Alic

2、e利用Hash函數(shù)和經(jīng)典隨機比特串（含挑戰(zhàn)信息和密鑰），基于BB84協(xié)議，制備并發(fā)送光子串，接收方Bob對光子測量后，基于Hash函數(shù)和測量結(jié)果，發(fā)送應(yīng)答信息給Alice，Alice根據(jù)應(yīng)答信息的誤碼率是否在閾值之內(nèi)來決定是否使用該密鑰。在密鑰分發(fā)過程中，理想情況下光子的利用率為100％，該協(xié)議既有BB84協(xié)議同樣級別的安全性，又有單向身份認證功能。
　　然后，針對誤碼協(xié)調(diào)協(xié)議中密鑰生成率低的問題，結(jié)合經(jīng)典一次一密協(xié)議機制，提出了

3、一種新穎的量子密鑰誤碼協(xié)調(diào)方案。在方案中，Alice向Bob發(fā)送經(jīng)典一次一密信息以及對應(yīng)的原始密鑰的位置信息，Bob根據(jù)這些信息按照協(xié)議規(guī)則對原始密鑰進行糾錯，這個過程中不需要直接交換原始密鑰的內(nèi)容，不會造成信息泄露，也不需要丟棄密鑰，因此可以提高密鑰生成率，解決了已有的量子密鑰分發(fā)協(xié)議密鑰生成率低的問題。
　　最后，量子密鑰分發(fā)結(jié)束后得到的密鑰是二元序列，只有0和1。作為密鑰，該二元序列最好是隨機的或者近似隨機。基于多體局域化理