量子通信网络中用户身份可信评估模型研究

发布时间：2020-06-15 18:51

【摘要】：本研究课题是在国家自然科学基金面上项目(项目编号:61572086)的资助下完成的。传统的密码体制基于计算安全保证了其安全性。随着电子计算机计算能力的快速提高,尤其是伴随着量子计算机的出现,传统的基于计算安全的经典密码体制将不再安全。量子通信是量子力学和经典信息论相结合的产物,量子通信提供了理论上的无条件安全性和检测窃听者存在与否的能力。量子通信在过去的二十多年里取得了里程碑式的重大进展。虽然量子通信的普遍实用在当今看起来还遥不可及,但是在实验室阶段乃至一些政务通信系统当中已经率先进入实用阶段。要想让量子通信的巨大优势在各领域发挥它应有的作用,就迫切需要推进量子通信的实用化。为推进量子通信的实用化,安全性就是迫切需要解决的一个关键问题。身份认证是所有通信中确保通信双方用户合法性的一个重要环节。如果没有身份认证,那么就不能保证通信双方是合法的用户,安全性也仍然无法保证,所以量子通信网络中不仅需要身份认证来确保量子通信网络中各用户身份的安全可靠,更需要身份认证来提高量子通信的安全性。本文主要介绍量子通信网络中用户身份可信评估模型的研究现状和发展趋势,并指出其未来研究的方向。本研究课题概括起来主要包括以下内容:(1)量子通信网络中用户身份管理数学模型本文提出基于直觉模糊集理论的量子通信网络中用户身份可信数学模型。以量子态为载体,完成对用户身份可信因素所具有的模糊性定量、准确的描述,解决对具有模糊性的用户身份可信的建模问题。针对如何对量子通信网络中用户身份可信度进行安全、有效地控制和管理的问题,以及如何解决量子通信网络环境下用户身份的低可控性与安全需求之间的矛盾问题,设计出量子通信网络环境下对用户身份进行安全、有效地管理和控制的机制与方法。(2)量子通信网络中用户身份可信评估模型本文针对如何在量子通信网络中实现安全的用户身份可信评估问题,提出不依赖于可信第三方的、以纠缠态为量子载体的量子身份可信评估模型,有效防止通信网络中用户的否认、欺骗及窃听问题,实现用户身份可信评估的公平性、公正性和可追溯性,确保用户身份可信评估的真实可靠和安全可信。(3)量子身份认证本文提出了一种新的量子身份认证协议,该协议以Bell态为传输载体,利用Bell态纠缠交换和Bell基测量对通信双方用户进行身份认证。两个Bell态在传送过程中不需要做任何幺正变换,只需要执行Bell基测量和按位异或运算就可以实现信息的传输和身份合法性的认证。协议中只需要进行Bell态的制备和测量,因此技术上容易实现。此外,还验证了协议的正确性,分析了协议的安全性。
【学位授予单位】：成都信息工程大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：O413;TN918

【参考文献】

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本文编号：2714840