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基于Bell态的量子安全直接通信协议研究

发布时间:2018-03-30 01:33

  本文选题:量子安全直接通信 切入点:单光子 出处:《西北大学》2017年硕士论文


【摘要】:随着信息技术的不断发展,人们对信息安全的要求愈来愈高。量子通信具有无条件安全传输特点,使得该技术受到了广泛关注。作为量子通信的其中一个方向,量子安全直接通信现在吸引了一些领域的学者不断开展深入探索。本文所做的工作主要如下:1.介绍了量子力学的基础知识及量子通信的常用技术,分析了经典的Ping-Pong协议和Two-Step量子安全直接通信协议。2.提出了基于霍夫曼压缩编码的受控QSDC协议,利用霍夫曼压缩编码对原始机密字符串进行压缩,提高通信传输效率;控制方通过发送序列产生器的初始态,通信双方就能获得相同的伪随机序列;对奇偶信息进行不同编码,提高量子态编码容量。并从量子信息论角度分析了协议的安全性和传输效率。3.提出了基于Bell态粒子和单光子混合的QSDC协议,利用两次窃听检测和顺序重排保证了通信信道和编码序列的安全。协议中避免了复杂的U操作和纠缠交换,简化了通信过程;另外3bit经典信息加载在一个量子态上的编码规则大大提高了编码容量,从而使信息传输效率得到了提高。与多个经典协议对比,该协议具有一定的优越性。
[Abstract]:With the development of information technology, people are demanding more and more information security.Because quantum communication has the characteristics of unconditional secure transmission, this technology has been paid more and more attention.As one of the directions of quantum communication, quantum secure direct communication has attracted more and more researchers in some fields.The work done in this paper is as follows: 1.The basic knowledge of quantum mechanics and the common techniques of quantum communication are introduced. The classical Ping-Pong protocol and Two-Step quantum secure direct communication protocol .2. are analyzed.A controlled QSDC protocol based on Huffman compression coding is proposed. The original secret string is compressed by Huffman compression coding to improve the communication transmission efficiency.The two sides can obtain the same pseudorandom sequence and encode the odd and even information differently to improve the coding capacity of quantum state.The security and transmission efficiency of the protocol are analyzed from the perspective of quantum information theory.A QSDC protocol based on the mixing of Bell state particles and single photon is proposed. The security of communication channel and coding sequence is ensured by using two eavesdropping detection and sequence rearrangement.The protocol avoids the complex U operation and entanglement swapping, and simplifies the communication process. In addition, the coding rules of the classical 3bit information loaded on a quantum state greatly improve the coding capacity and the efficiency of information transmission.Compared with many classical protocols, this protocol has some advantages.
【学位授予单位】:西北大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2017
【分类号】:TN918;O413

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