连续变量量子密钥分发的密钥协商研究与分析
发布时间：2021-01-21 03:24
在人们越来越依赖科技生活的今天,通信的发展在当今社会愈发重要,社会大众对于通信的安全性能否得到保障愈发重视。量子密钥分发可使发送端和接收端在有窃听者的存在下,依然能够共享密钥,且已经被证明具有绝对安全性。密钥协商是量子密钥分发的一个阶段,应用密钥协商是为了纠错,在当前研究下,对密钥协商的优化主要集中在应用性能更加优秀的纠错码和改进译码算法两个方面。低密度奇偶校验码（Low-Density Parity-Check Codes,LDPC码）非常适合用于量子密钥分发系统。本文致力于密钥协商算法的研究,通过研究常见密钥协商算法,采用了性能更好的多维协商,改进了其中的译码算法,仿真结果表明使用改进后的算法协商性能更佳。本文主要研究内容如下:（1）本文研究了连续变量量子密钥分发的多维协商过程,并且发现其虚拟信道的噪声是服从t分布的,对于维数为d的多维协商,其虚拟信道的信噪比与量子信道信噪比并不相等,而是存在d-2/d的比例关系。针对此关系,在应用多维协商时,可以将信道的调制方差调整到原本的调制方差的d/d-2倍,以平衡信噪比不匹配带来的安全问题。本文使用Matlab进行仿真并计算了虚拟信道和量子...
【文章来源】：东华大学上海市 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：68 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
量子密钥分发流程图
相干态协议是 2002 年法国研究人员 F.Grosshan 和 P.Grangier 提出的，使用斯调制相干态方式的连续变量量子密钥分发协议[19]，又称为 GG02 协议。该协的过程如下。（1）量子态发送：首先发送端生成满足量子高斯分布的随机数 { }iq q 和 { }ip ， i 1, 2,...,s ，其中 q 和 p 需满足 , (0, )Aq p V 。生成这两组随机数后，要对其进行调制，调制到光场中以此获得 s 个相干态1 1| q ip ，2 2| q ip ，…， sip ，利用量子信道把这 个数据传输给接收端。（2）量子态测量：如图 2.2 所示，接收端接收到相干态后，需要使用平拍探器对数据作测量，首先需随机选择测量基再测量正交分量 或 ，接收端可以得一组数据1 2{ , , , }sy y y ，显然其长度为 。
的协商方式是接收端通过利用发送端的信息来纠正密钥信息。利用经典信道，发送端把由校验矩阵计算出来的校正子传输至接收端，接收端利用所拥有的数据来解译密钥。使用正向密钥协商的连续变量量子密钥分发的实现流程如图3.1所示，发送端生成原始数据 X 后，通过量子信道传输给接收端，由于量子信道存在噪声干扰，接收端得到的是加载了噪声的信息 Y。发送端再把由校验矩阵得到的校正子利用公开信道传输给接收端，接收端利用 Y 和校验子来译出密钥。图 3.1 正向密钥协商框图根据量子力学的不可克隆定理可知，发送端、接收端和窃听者之间得到的信
【参考文献】：
期刊论文
[1]Practical security of continuous-variable quantum key distribution under finite-dimensional effect of multi-dimensional reconciliation[J]. 周颖明,蒋学芹,刘维琪,王涛,黄鹏,曾贵华. Chinese Physics B. 2018(05)
[2]连续变量量子密钥分发技术研究进展[J]. 刘维琪,彭进业,黄鹏,曾贵华. 信息安全研究. 2017(01)
[3]An integrated quantum secure communication system[J]. DAI WenChao, LU Yuan, ZHU Jun & ZENG GuiHua State Key Lab of Advanced Optical Communication Systems and Networks, Department of Electronic Engineering Shanghai Jiaotong University, Shanghai 200240, China. Science China（Information Sciences）. 2011(12)
[4]传统与现代加密技术的比较[J]. 杨波. 电子世界. 2011(09)
[5]电子商务基础设施的安全可靠性[J]. 孙金志. 电脑知识与技术. 2010(15)
博士论文
[1]连续变量量子密钥分发数据协调的研究[D]. 白增亮.山西大学 2017
[2]量子密钥分配协议和量子随机数的研究[D]. 韩云光.中国科学技术大学 2017
[3]实用化量子通信若干理论与实验研究[D]. 尹华磊.中国科学技术大学 2016
[4]量子安全直接通信及网络技术研究[D]. 葛华.华中科技大学 2014
[5]全光纤四态分离调制连续变量量子密钥分发[D]. 王旭阳.山西大学 2013
[6]光纤量子密钥分配关键技术研究[D]. 王双.中国科学技术大学 2011
硕士论文
[1]连续变量量子密码协议设计与分析[D]. 张守林.国防科学技术大学 2009
本文编号：2990360
【文章来源】：东华大学上海市 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：68 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
量子密钥分发流程图
相干态协议是 2002 年法国研究人员 F.Grosshan 和 P.Grangier 提出的，使用斯调制相干态方式的连续变量量子密钥分发协议[19]，又称为 GG02 协议。该协的过程如下。（1）量子态发送：首先发送端生成满足量子高斯分布的随机数 { }iq q 和 { }ip ， i 1, 2,...,s ，其中 q 和 p 需满足 , (0, )Aq p V 。生成这两组随机数后，要对其进行调制，调制到光场中以此获得 s 个相干态1 1| q ip ，2 2| q ip ，…， sip ，利用量子信道把这 个数据传输给接收端。（2）量子态测量：如图 2.2 所示，接收端接收到相干态后，需要使用平拍探器对数据作测量，首先需随机选择测量基再测量正交分量 或 ，接收端可以得一组数据1 2{ , , , }sy y y ，显然其长度为 。
的协商方式是接收端通过利用发送端的信息来纠正密钥信息。利用经典信道，发送端把由校验矩阵计算出来的校正子传输至接收端，接收端利用所拥有的数据来解译密钥。使用正向密钥协商的连续变量量子密钥分发的实现流程如图3.1所示，发送端生成原始数据 X 后，通过量子信道传输给接收端，由于量子信道存在噪声干扰，接收端得到的是加载了噪声的信息 Y。发送端再把由校验矩阵得到的校正子利用公开信道传输给接收端，接收端利用 Y 和校验子来译出密钥。图 3.1 正向密钥协商框图根据量子力学的不可克隆定理可知，发送端、接收端和窃听者之间得到的信
【参考文献】：
期刊论文
[1]Practical security of continuous-variable quantum key distribution under finite-dimensional effect of multi-dimensional reconciliation[J]. 周颖明,蒋学芹,刘维琪,王涛,黄鹏,曾贵华. Chinese Physics B. 2018(05)
[2]连续变量量子密钥分发技术研究进展[J]. 刘维琪,彭进业,黄鹏,曾贵华. 信息安全研究. 2017(01)
[3]An integrated quantum secure communication system[J]. DAI WenChao, LU Yuan, ZHU Jun & ZENG GuiHua State Key Lab of Advanced Optical Communication Systems and Networks, Department of Electronic Engineering Shanghai Jiaotong University, Shanghai 200240, China. Science China（Information Sciences）. 2011(12)
[4]传统与现代加密技术的比较[J]. 杨波. 电子世界. 2011(09)
[5]电子商务基础设施的安全可靠性[J]. 孙金志. 电脑知识与技术. 2010(15)
博士论文
[1]连续变量量子密钥分发数据协调的研究[D]. 白增亮.山西大学 2017
[2]量子密钥分配协议和量子随机数的研究[D]. 韩云光.中国科学技术大学 2017
[3]实用化量子通信若干理论与实验研究[D]. 尹华磊.中国科学技术大学 2016
[4]量子安全直接通信及网络技术研究[D]. 葛华.华中科技大学 2014
[5]全光纤四态分离调制连续变量量子密钥分发[D]. 王旭阳.山西大学 2013
[6]光纤量子密钥分配关键技术研究[D]. 王双.中国科学技术大学 2011
硕士论文
[1]连续变量量子密码协议设计与分析[D]. 张守林.国防科学技术大学 2009
本文编号：2990360
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