本底光強度波動下連續(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，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法被竊聽者知曉的安全密鑰。該安全性建立在量子力學(xué)的基本原理之上。在實際系統(tǒng)中，研究人員發(fā)現(xiàn)，通過利用實際系統(tǒng)中器件的缺陷，可以繞開QKD的安全性體系，實行有效的竊聽行為。因此，對QKD實際系統(tǒng)安全性的研究，對于保證量子密碼體制的安全性意義深遠。本文圍繞本底光強度波動

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

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