两类量子密钥分发协议研究

《两类量子密钥分发协议研究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、学校代码10530学号201510171813分类号TP391密级公开硕士学位论文两类量子密钥分发协议研究学位申请人何金军指导教师李琴副教授学院名称信息工程学院学科专业计算机科学与技术研究方向信息安全二〇一八年五月ResearchonTwoTypesofQuantumKeyDistributionProtocolsCandidateJinjunHeSupervisorAsso.Prof.QinLiCollegeCollegeofInformationEngineeringProgramComputerScienceandTechnologySpecializationInforma

2、tionSecurityDegreeMasterofScienceUniversityXiangtanUniversityDateMay,2018摘要量子密码学是量子力学基本原理与经典密码学相结合的交叉学科。与经典密码学不同的是，其安全性不依赖于未被证明的计算复杂性假设，而是依靠量子不可克隆性定理、海森堡测不准原理等物理特性来保证秘密信息交换在理论上的无条件安全性。其中半量子密钥分发协议是指经典方能够和量子方协作生成安全的密钥，而经典方限制其只具备以下的量子操作能力：（1）访问量子信道，（2）在经典基{0,1}上测量量子比特，（3）在经典基{0,1}上制备量子比特，（4）重排量子比

3、特。设备无关类的量子密钥分发协议能够保证密钥分发的无条件安全性但无需知道量子密钥分发设备的具体信息，进而可去除由于设备的不完美性导致的侧信道攻击。本文的主要内容是围绕半量子密钥分发协议和设备无关类量子密钥分发协议进行研究，主要工作如下：1.提出一种测量设备无关的半量子密钥分发协议在典型半量子密钥分发协议和测量设备无关技术的基础上，提出一种测量设备无关的半量子密钥分发协议并分析了该协议的安全性。该协议借助不可信的第三方对通信双方发送过来的量子态进行Bell态测量，而无需通信的双方对量子态进行测量。同时，合法的通信双方可以根据第三方公布的结果及量子纠缠特性分析协议的安全性。该协议不仅能

4、够去除量子设备自身的不完美性导致的侧信道攻击，而且还能让量子资源受限的普通用户即经典方通过与量子方的协作获得安全的密钥。2.提出一种单边测量设备无关的半量子密钥分发协议在测量设备无关的半量子密钥分发协议的基础上，进一步将协议延伸为一种单边测量设备无关的半量子密钥分发协议。该协议中量子方的编码系统是未刻画的，只需其量子态是在二维Hilbert空间制备即可，这减少了量子方的安全假设，而且该协议结合了诱骗态的思想能够去除多光子脉冲导致的光子数分离攻击，解决理想单光子源难以制备的问题。关键字：量子密码；测量设备无关；半量子密钥分发；量子纠缠IAbstractQuantumcryptogra

5、phyisaninterdisciplinarydisciplinethatcombinesthebasicprinciplesofquantummechanicswithclassicalcryptography.Differentfromclassicalcryptography,itssecuritydoesnotdependonunverifiedcomputationalcomplexityassumptions.Instead,itreliesonthephysicsofquantumno-cloningtheoremandHeisenberguncertaintypr

6、incipletoensurethetheoreticalunconditionalsecurityofsecretinformationexchange.Thesemiquantumkeydistributionprotocolmeansthattheclassicalpartycangenerateasecurekeywiththequantumside,whiletheclassicalpartyislimitedtoperformthefollowingquantumoperations:(1)accessquantumchannels,(2)measurequbitsin

7、theclassical{0,1}basis,(3)preparequbitsintheclassical{0,1}basisand(4)reorderqubits.Theclassofdevice-independentquantumkeydistributionprotocolcanguaranteetheunconditionalsecurityofthekeydistributionbutdoesnotneedtoknowthespecificinformat