基于纠缠交换的量子信息签名方案

该文提出了一种利用纠缠粒子对交换的量子信息签名方案。在该签名方案中,Alice根据消息的编码对自己的纠缠粒子对作一局域操作,在与系统管理员及Bob进行粒子对交换后测量的结果即为消息的签名,Bob根据三方测量结果可以验证签名。该方案具有绝对的安全性,可以应用在量子通信网络中,同时还具有量子身份认证的功能,并且在现有技术条件上完全能够实现。     

基于挑战-应答机制的量子密钥分发协议

基于BB84协议,利用挑战-应答机制,提出了一种量子密钥分发协议。发送方Alice和接收方Bob通过安全信道共享三个不同的Hash函数( , 和 ),以及随机比特串 。在每次密钥分发时,Alice产生随机比特串 （挑战信息）和 （密钥）,结合 和 ,基于BB84协议产生光子串 ;Alice将 和 发送给Bob,Bob接收到对应的 和光子串 ;Bob利用 ,结合 和 ,基于BB84协议对光子串 进行测量得到 。理想情况下共享密钥 。另外,Bob利用 , , 及 产生应答序列 ;Alice和Bob利用各自拥有的序列及 分别产生序列 和 ,并对各自的 做更新。在密钥分发过程中光子的利用率为百分百,该协议既有BB84协议类似的安全性,又有单向身份认证功能。     

有序双重的量子盲签名协议

考虑现实生活中跨行交易的情形,需要两方银行对同一账单进行签名,首次提出了一个基于量子相干性和量子纠缠性的有序双重量子盲签名协议。消费者先将消息盲化,两方银行先后对盲化消息进行有序签名。协议的优势是验证方只需要进行粒子测量,并不需要实施量子酉变换。此外,与其他主流的单重量子盲签名方案相比,验证签名时的效率和正确率有明显的提高。     

基于W态的量子秘密共享协议

基于W态及其非定域纠缠关联性,利用量子远程通信设计了一种量子秘密共享协议。在该协议中,Alice制备三粒子W态及秘密量子信息,将W态中的任意两粒子分别发送给Bob1和Bob2,并对自己拥有的粒子进行Bell基联合测量;依据Alice的测量结果,Bob1和Bob2联合进行相应的局域操作就能共同得到秘密信息。并对协议的安全性进行了详细分析,研究表明该协议能抵御多种攻击,如干扰重发攻击、纠缠攻击等。     

基于W态的量子代理盲签名

代理盲签名在电子投票系统、电子商务系统和网络环境等方面有着广泛的应用.综合考虑现实情形下的通信开销、量子操作复杂性、验证效率等相关因素,提出了一种基于量子W态相干性的量子代理盲签名方案.消息拥有者先将秘密盲化,代理签名者在经过授权后对盲化的消息进行有效签名.方案最大的优势是签名时仅仅需要单粒子测量,并不需要实施任何量子酉变换.此外,与其它主流方案相比,在验证签名和经典通信的效率上也获得了更好的效果.     

单光子偏振态实现量子密钥分配的方案(英文)

提出一个基于单光子偏振的量子密钥分配方案.在这个方案里, Alice首先制备一串任意单光子态,然后发送给Bob.Bob只需对其进行一个U操作,再发回Alice.最后Alice对单光子态进行测量,即可实现量子密钥分配.此方案需要一个无噪声信道,优点在于仅仅需要单光子态,以及局域操作和单光子偏振态的测量,这些都非常易于实现.最后其安全性也是有理论保证的.     

基于三粒子非对称纠缠信道的可控密集编码

提出一种新型的基于三粒子 维非对称纠缠量子信道可控密集编码方案。控制者（Charlie）对其手中2维粒子进行局域测量控制信息发送者（Alice）和接收者（Bob）量子态塌缩,调控Alice和Bob量子态纠缠,实现Alice和Bob 维非对称量子信道纠缠调控。计算了Alice和Bob非对称密集编码平均信息传送量,分析表明,Charlie通过调节测量角 的大小可以控制Alice和Bob平均信息传送量。利用三粒子最大纠缠程度的 维非对称纠缠量子信道,Charlie可以控制Alice和Bob密集编码传送信息量高于2比特,方案是高效的;对于非最大纠缠程度的量子信道,传送信息量受到Charlie测量角 和三粒子量子态纠缠系数 共同调控。     

基于多目标量子远程通信的秘密共享协议

为了降低秘密集中度,提高秘密共享协议的可靠性和安全性,基于多目标量子远程通信,提出了一个新的秘密共享协议.为安全分发秘密量子信息,Alice制备多光子处于最大纠缠态,自己保留一个,把剩余的光子分发给各个秘密共享者.通过对量子信息态和自己保留的光子做Bell基测量,Alice将秘密量子信息转移到秘密共享者所拥有的光子上.要恢复该秘密量子信息,所有秘密共享者需提供各自的光子.对协议的安全性分析表明了该协议的安全性和可行性.     

基于量子纠缠的盲签名方案

基于量子纠缠交换的原理,提出了一种基于量子纠缠的盲签名方案。制备后的EPR纠缠粒子通过EPR纠缠交换,变化为全新的纠缠态。对新量子态的测量可以作为签名者和测量者的签名、测量依据,实现了量子通信、盲签及验证。不同于基于数学求解困难性的经典盲签名,本方案保证了消息对签名者的匿名性和方案的无条件安全性。     

对一种代理盲多重签名的分析与改进

分析了Wang等人提出的一种基于椭圆曲线密码体制的代理盲多重签名方案,指出在该方案中代理签名人通过自己保留的盲签名信息和消息拥有者公布的签名消息,可以确定自己的代理盲签名行为和公布的签名信息之间的联系,从而达到对消息拥有者身份的追踪,即不满足盲签名方案的不可追踪性.在此基础上给出了一种改进的方案,安全性分析表明,改进后的代理盲多重签名方案满足不可追踪性和其他安全特性.     

基于线性光学系统实现量子密集编码

在线性光学系统中,提出了一个使用三光子GHZ态实现密集编码的方案。该方案中,Alice首先对她所持有的两个光子通过线性光学元件进行编码,然后将这两个光子传送给Bob. 接收到光子后Bob使用两个QND对等探测器以及PBS光学元件对他拥有的三个光子的八个量子态进行分辨,根据测量的结果辨别出Alice对她的两个光子所进行的操作。在密集编码过程中Alice仅传送两个光子,但Bob可以获得三比特的经典信息。探测使用的QND装置建立在cross-Kerr nonlinearity基础上,目前已经可以通过电磁感应透明实现。     

一种高效的量子秘密共享方案

利用量子安全直接通信和量子密集编码的思想,本文提出一个新的基于GHZ三重态的高效量子秘密共享(QSS)方案.利用量子相干性和一个公开的比特串K,Alice直接让Bob和Charlie共享其秘密消息,而不是首先与Bob和Charlie建立共享的联合密钥,再用联合密钥传输消息.该方案中平均消耗一个GHZ态可以共享两比特的经典信息.我们分别给出了无噪声信道和有噪声信道情形的安全性分析,并重点就量子直接秘密共享和量子安全直接通信之间的区别说明了协议中使用公开的K的必要性.     

基于GHZ态纠缠交换的量子确定性密钥分发方案

为了提高确定性密钥分发效率,提出了基于GHZ态纠缠交换的量子确定性密钥分发(Quantum deterministic key distribution,QDKD)方案,方案充分利用量子力学纠缠交换的原理,通信双方通过共享一对GHZ粒子态,在纠缠、测量操作后接收者Bob可根据发送者Alice发送的经典信息推断出确定密钥,该协议与其他基于GHZ纠缠态的QDKD方案不同之处在于,使用的两个GHZ粒子态制备操作且粒子分发操作由Bob完成,安全分析表明窃听者的窃听行为会被及时发现。所提出的方案是高效的,除去用于窃听检测的粒子,所剩的粒子全部用于信息传输,能够达到60%的密钥分发效率,且方案可操作性强.     

基于四粒子GHZ纠缠态实现双向隐形传态

提出了一种用四粒子GHZ纠缠态作为量子信道,实现量子双向隐形传态的方案。通信双方Alice和Bob事先共享俩对四粒子GHZ纠缠态。通信开始后,Alice和Bob分别对自己拥有的粒子作量子投影测量,并将测量结果通过经典信道告诉对方。Alice和Bob根据对方提供的测量结果,做相应的幺正变换,即在己方的粒子上再现对方要传的量子信息,从而实现整个双向传态的目的。只要通信双方事先选取合适的GHZ纠缠态作为量子信道以及分发不同对应的纠缠粒子即可分别实现单量子比特任意态、双量子比特Bell纠缠态和三量子比特GHZ纠缠态的双向隐形传态。     

Overlapped Carrier-Sense Multiple Access (OCSMA) in Wireless Ad Hoc Networks

In wireless ad hoc networks (WANets), multihop routing may result in a radio knowing the content of transmissions of nearby radios. This knowledge can be used to improve spatial reuse in the network, thereby enhancing network throughput. Consider two radios, Alice and Bob, that are neighbors in a WANet not employing spread-spectrum multiple access. Suppose that Alice transmits a packet to Bob for which Bob is not the final destination. Later, Bob forwards that packet on to the destination. Any transmission by Bob not intended for Alice usually causes interference that prevents Alice from receiving a packet from any of her neighbors. However, if Bob is transmitting a packet that he previously received from Alice, then Alice knows the content of the interfering packet, and this knowledge can allow Alice to receive a packet from one of her neighbors during Bob's transmission. In this paper, we develop overlapped transmission techniques based on this idea and analyze several factors affecting their performance. We then develop a MAC protocol based on the IEEE 802.11 standard to support overlapped transmission in a WANet. The resulting overlapped CSMA (OCSMA) protocol improves spatial reuse and end-to-end throughput in several scenarios.     

无线信道中的Polar码协商

近年来,无线通信物理层安全逐渐成为一个研究热点,而密钥协商是物理层密码技术的关键部分。针对无线信道特征密钥提取技术中获得的信道特征不完全一致的问题,论文提出了一种基于Polar码的逆向密钥协商方案。合法用户(Alice和Bob)分别通过信道估计获得自已的原始密钥,然后Bob对原始密钥进行Polar码逆编码,并将冻结位信息传输给Alice。在冻结位及其位置信息的基础上,Alice进行Polar码译码后,再通过Polar的编码,获得与Bob一致的密钥序列。仿真结果表明基于Polar码的密钥协商协议,密钥的一致性得到显著提升,且与同等条件下的基于低密度奇偶校验码协商协议相比,可获得更高的纠错成功率。      

Teleportation of an Arbitrary Two-qubit State *

A scheme to teleport an unknown two-qubit state from Alice (the sender) to Bob (the receiver) using two Einstein-Podolsky-Rosen (EPR) pairs is presented, each EPR pair being shared by both Alice and Bob. Firstly, Alice combines each of the two particles in the teleported state with an EPR particle and makes Bell state measurement on each combination. Then she transmits the outcomes of her measurements to Bob classically. According to Alice′s measurement results, Bob can perform appropriate unitary operations on his two EPR particles to retrieve the initial state.