基于BB84協(xié)議的QKD系統(tǒng)的安全性分析.pdf

1、隨著量子信息技術(shù)迅速發(fā)展,量子密鑰分發(fā)(QuantumKeyDistribution-QKD)技術(shù)日益成熟,有望為實(shí)際的信息安全系統(tǒng)提供安全的密鑰分發(fā)機(jī)制。QKD技術(shù)的獨(dú)特優(yōu)勢在于其無條件安全性,目前理想的基于BB84的QKD系統(tǒng)的無條件安全性已經(jīng)得到證明。然而,在現(xiàn)實(shí)的QKD系統(tǒng)中,很多條件往往不能達(dá)到理想的狀態(tài),這樣就會(huì)帶來QKD實(shí)際系統(tǒng)的安全性問題。因此,有必要對(duì)QKD系統(tǒng)在實(shí)際條件下的安全性進(jìn)行分析,以明確實(shí)際物理系統(tǒng)和設(shè)備對(duì)安

2、全性的影響,找到保證QKD系統(tǒng)安全性的方法。
　　基于BB84的QKD系統(tǒng)的安全性涉及到很多方面,本文主要考慮BB84協(xié)議、光路和后處理這三部分可能存在的安全性問題,分析它們對(duì)整個(gè)QKD系統(tǒng)安全性的影響,以及它們各部分之間的相互作用和安全性優(yōu)化模型。
　　首先,本文針對(duì)BB84協(xié)議的安全性,從糾纏提純和信息論兩個(gè)角度分別對(duì)理想情況下的BB84協(xié)議做了安全性分析,并論述了實(shí)際中的非理想光源下的BB84協(xié)議的安全性,給出了安全密

3、鑰提取率公式GLLP(GottesmanLoLütkenhausPreskill)的理論模型。
　　其次,對(duì)非理想設(shè)備引起的安全問題提出了優(yōu)化方案。介紹了光路設(shè)備引起的四種攻擊:PNS(Photonsnumberspliting)攻擊,Trojan攻擊,Fake-state攻擊,Time-shift攻擊。并針對(duì)四種攻擊分別提出了相對(duì)應(yīng)的防御策略,為增強(qiáng)實(shí)際QKD系統(tǒng)的安全性提供依據(jù)。
　　最后,簡述了QKD系統(tǒng)中后處理的五個(gè)