本底光強(qiáng)度波動(dòng)下連續(xù)變量量子密鑰分發(fā)系統(tǒng)的安全性研究.pdf

1、量子密鑰分發(fā)（QKD）是量子信息領(lǐng)域中最為成熟的技術(shù)之一。由于其在信息安全領(lǐng)域具有光明的應(yīng)用前景，一直以來(lái)，該技術(shù)的發(fā)展備受人們關(guān)注。理論上，QKD能夠在合法通信方之間建立無(wú)法被竊聽(tīng)者知曉的安全密鑰。該安全性建立在量子力學(xué)的基本原理之上。在實(shí)際系統(tǒng)中，研究人員發(fā)現(xiàn)，通過(guò)利用實(shí)際系統(tǒng)中器件的缺陷，可以繞開(kāi)QKD的安全性體系，實(shí)行有效的竊聽(tīng)行為。因此，對(duì)QKD實(shí)際系統(tǒng)安全性的研究，對(duì)于保證量子密碼體制的安全性意義深遠(yuǎn)。本文圍繞本底光強(qiáng)度波動(dòng)

2、下實(shí)際連續(xù)變量量子密鑰分發(fā)系統(tǒng)（CVQKD）的安全性開(kāi)展了如下理論方面的研究：
　　1.探究了本底光強(qiáng)度波動(dòng)對(duì)實(shí)際CVQKD系統(tǒng)安全性的影響。此前的研究表明，量子黑客可以通過(guò)操控本底光強(qiáng)度，改變合法通信方對(duì)信道參數(shù)的估計(jì)。特別地，當(dāng)所有信號(hào)光脈沖被衰減時(shí)，竊聽(tīng)者可以有效地實(shí)施截取重發(fā)攻擊而不被發(fā)現(xiàn)。為了完善對(duì)該問(wèn)題的研究，本文在一般層面上對(duì)本底光強(qiáng)度進(jìn)行了刻畫，給出了信道參數(shù)與波動(dòng)參數(shù)的變化關(guān)系。研究表明，當(dāng)本底光平均值與初始設(shè)定

3、的本底光強(qiáng)度一致時(shí)，隨著波動(dòng)參數(shù)的增大，信道引入的總噪聲會(huì)被高估而安全密鑰率會(huì)被低估。低估安全密鑰率意味著攻擊者的潛在竊聽(tīng)行為可以被自動(dòng)消除。
　　2.討論了本底光強(qiáng)度相關(guān)攻擊的應(yīng)對(duì)措施。針對(duì)當(dāng)前直接或間接利用本底光強(qiáng)度實(shí)施的攻擊，探究了其共性，并給出一般性的對(duì)策。一方面，從穩(wěn)定本底光強(qiáng)度波動(dòng)方差、控制本底光平均強(qiáng)度的角度給出了一般性地安全措施；另一方面，探討了當(dāng)前現(xiàn)有的實(shí)時(shí)散粒噪聲歸一化方案應(yīng)用于消除該類攻擊的可行性。