基于d维Bell态的单态多方半量子秘密共享

本文提出了一种基于d维Bell态的单态多方半量子秘密共享（Multiparty Semiquantum Secret Sharing,MSQSS）协议,该协议可以实现“只有当所有接收方协同工作时才能恢复发送方的密钥”这一目标.该协议被证实能够抵抗外部攻击和参与者攻击.该协议适用于d维量子系统,仅采用一种d维Bell态作为初始量子资源,且既不需要量子纠缠交换,也不需要酉操作.     

一种基于验证的量子私有集合计算协议

私有集合计算是安全多方计算的重要组成部分,可以在不暴露合法参与者私有信息的情况下解决参与者之间的某些集合计算问题(如交集、并集)。然而现有的量子私有集合计算协议基本上没有考虑验证性,参与者无法确定计算结果是否正确。针对此问题,提出了一种基于验证的量子私有集合计算协议。此外,该协议还能够可选择地求解私有交集或并集问题。性能分析中通过实例证明了该协议的正确性与可验证性,并通过外部攻击和参与者攻击证明了协议的安全性。     

一种无纠缠态的量子秘密共享协议

秘密共享是指将一个秘密按适当的方式进行隐藏或拆分,只有若干个参与者一同协作才能恢复该秘密,该技术在云计算领域中能够确保信息安全和数据保密.提出了一种不使用纠缠态的量子秘密共享协议,通过使用量子密码算法确保系统的安全性.相比其他的秘密共享协议,该协议具有以下优点:与传统的基于数论的秘密共享协议相比,本协议由于使用量子通信的技术,从而能够有效抵抗Shor算法攻击;相比其他的量子秘密共享协议,由于本协议没有使用量子纠缠态,在技术程度上更容易实现;如果存在攻击者或恶意的参与者,该协议能够在秘密恢复过程中迅速发现,避免恢复错误的秘密.     

ZZWZ量子对话协议的安全性分析

量子安全直接通信（Quantumsecuredirectcommunication,QSDC）是量子密码中新颖的一个内容,他允许通信双方直接传输秘密信息而不需要事先建立随机密钥来加密信息。基于QSDC的思想,Nguyen2提出了一种新型的量子通信协议,即量子对话（quantumdialogue,QD）,而最近人们又提出了一种新的ZZWZ量子对话协议,该协议利用非对称量子信道,提供更高的信道容量。通过针对该利用非对称量子信道的量子对话协议进行安全性分析,可以得出该协议尚存在两个安全性问题。第一个是信息泄露问题,窃听者仅监听经典广播通信就可以获得一半的秘密信息。第二个是不能抵抗截获一重发攻击,攻击者通过简单的截获一重发就可以获得全部的秘密信息。     

基于秘密认证的可验证量子秘密共享协议

该文针对量子秘密共享协议难以抵抗内部成员欺骗攻击的问题,采用秘密认证的方法提出可验证量子秘密共享协议的一般性模型,基于Bell态双粒子变换提出一种新验证算法,并以此给出一个新的可验证量子秘密共享协议.与现有的量子秘密共享协议的验证算法相比,新验证算法既能有效抵抗内部成员欺骗攻击等典型的攻击策略,又可大幅提升协议效率,而且可以与现有量子秘密共享协议相结合,具备很好的可扩展性.     

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。     

基于秘密认证的可验证量子秘密共享协议

该文针对量子秘密共享协议难以抵抗内部成员欺骗攻击的问题，采用秘密认证的方法提出可验证量子秘密共享协议的一般性模型，基于Bell态双粒子变换提出一种新验证算法，并以此给出一个新的可验证量子秘密共享协议。与现有的量子秘密共享协议的验证算法相比，新验证算法既能有效抵抗内部成员欺骗攻击等典型的攻击策略，又可大幅提升协议效率，而且可以与现有量子秘密共享协议相结合，具备很好的可扩展性。     

基于Cluster态的量子通信

提出基于Cluster 态量子对话,这使得合法双方可以直接交换4位秘密信息。和3粒子W态相比较,此协议有以下优点：经过两步安全检查后,通过单光子发射和两位经典信息的帮助,可以相互传输4比特秘密信息。还可以克服拦截重发攻击,纠缠测量攻击,最优化非相干攻击。     

基于量子隐写术的计算安全比特承诺协议

在量子比特承诺协议中,目前流行的方案没有很好地解决信道噪声的影响,实用性不强。根据量子隐写术对信息的隐藏性,提出一种新的量子比特承诺协议。提出了利用量子信道噪声结合遮盖比特隐藏敏感信息,同时采用量子纠错码的方法克服信道噪声,有效地抵抗了第三方窃听攻击和噪声对信息的影响和破坏。通过理论分析与仿真证明该协议的绑定性和完善隐蔽性;理论证明了方案的有效性,为量子密码协议的推广应用提供了理论基础。     

基于压缩态的连续变量量子对话协议

在量子密码协议中,比较典型的量子密钥分配协议（QKD）和量子安全直接通信（QSDC）协议都只能实现信息的单向传输。而在量子对话协议中,通信双方Alice和Bob只需要一次通信便可以同时交换秘密信息。目前流行的量子对话协议都是基于离散变量实现,缺点是受到现有技术水平的限制,实用性不强,而连续变量的量子协议可以解决这个问题。基于连续变量提出了一个新的量子对话协议,采用信息论的方法对协议进行分析,结果表明该协议不仅安全,而且信道容量高于离散变量量子对话协议。     

基于测量设备无关协议的量子身份认证方案

借助测量设备无关量子密钥分配协议的安全性,提出了测量设备无关的量子身份认证协议。在此协议下,认证中心和认证方以共享密钥加密认证信息和认证密钥,将其发送至第三方进行贝尔态测量以提取安全的认证信息,实现认证中心对认证方有效认证,并更新共享密钥。分析协议性能显示,系统在不同攻击下认证过程是安全且有效的。     

一种无证书的跨域量子密钥协商协议

针对传统跨域密钥协商协议安全性不足问题,提出一种新的跨域量子密钥协商协议。在无证书密钥协商体系下,采用量子密钥协商与经典密码算法结合的方案,提高了协议适应现有通信网络架构的能力。密钥协商过程使用三粒子量子隐形传态,利用量子态不可克隆定理保障协商过程中密钥的安全性。与其他方案相比,本协议具有较高的量子比特效率,并且可以抵抗中间人攻击、重放攻击等多种内部和外部攻击手段。     

基于腔QED任意两个Bell态纠缠交换的量子隐写协议

根据腔量子电动力学(QED,quantum electrodynamics)原子的演化规律提出腔QED内新颖的量子隐写协议,其隐藏容量高达4bit。协议通过腔QED中任意两个Bell态纠缠交换,建立一个隐藏信道传送秘密信息。协议不需将多粒子量子纠缠态作为量子资源,也不涉及关于多粒子量子纠缠态的纠缠交换和量子测量。分析表明,本文协议能够抵抗截获-重发攻击、测量-重发攻击和纠缠-测量攻击,具有良好的安全性。     

基于非局域性正交乘积态的动态量子秘密共享方案

当前的量子秘密共享(QSS)存在资源制备开销较大、安全性不强的问题,该文提出一种基于正交乘积态的可验证量子秘密共享方案弥补上述不足,且多方成员能动态地加入或退出秘密共享。该方案将正交乘积态的粒子分成两个序列,第1个序列在多个参与者之间传输,前一个参与者对其执行嵌入份额值的酉算子后传输给下一个参与者,直到全部份额聚合完成;对于另一个序列,只有最后一个参与者(验证者)对接收到的粒子执行Oracle算子。然后,验证者对两个序列中的粒子对执行全局测量,得到秘密值的平方剩余。最后,借鉴Rabin密码中密文与明文之间非单一映射的思想,验证者联合Alice验证测量结果的正确性,并从测量结果确定出秘密值。安全性分析表明,该方案能抵抗常见的外部攻击和内部攻击,且验证过程具有强安全性;由于非局域性正交乘积态以两个序列分开传输,因此增强了秘密重构过程的安全性。性能分析表明,该方案使用正交乘积态作为信息载体,量子资源开销较小,且将正交乘积基的维度从低维拓展到d维,参与者人数能动态地增加和减少,使得方案具有更好的灵活性和通用性。     

基于量子不经意密钥传输的量子匿名认证密钥交换协议

鉴于量子密码在密钥分配方面取得的巨大成功,人们也在尝试利用量子性质来设计其他各类密码协议。匿名认证密钥交换就是一类尚缺乏实用化量子实现途径的密码任务。为此,该文提出一个基于量子不经意密钥传输的量子匿名认证密钥交换协议。它在满足用户匿名性和实现用户与服务器双向认证的前提下,为双方建立了一个安全的会话密钥。该协议的安全性基于量子力学原理,可以对抗量子计算的攻击。此外,该协议中服务器的攻击行为要么无法奏效,要么能够与外部窃听区分开(从而被认定为欺骗),因此服务器通常不敢冒着名誉受损的风险来实施欺骗。     

用量子效应实现身份认证

利用量子现象对信息进行保密是目前国际量子信息学界和密码学界关注的问题之一．本文利用量子效应实现了网络通信中通信者之间的身份确认．身份确认是密码学中的一个重要课题,本文提出的量子认证协议具有可证明安全性．     

差分相移量子密钥分发研究进展

量子密钥分发被认为是实现保密通信的理想方法。本文综述了差分相移量子密钥分发的研究进展。重点介绍差分相移量子密钥分发协议的原理和针对在不同攻击策略下的安全性讨论。概述量子密钥分发当前应用情况,最后对量子密钥分发技术的前景进行了展望。     

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.     

基于四粒子纠缠态的量子秘密共享方案

基于2个不同的四粒子纠缠态分别提出了三方、四方量子秘密共享方案,其中采用的秘密信息是一个相同的未知两粒子纠缠态。在量子秘密共享方案中发送者对所拥有的粒子实施适当的Bell态（或GHZ态）测量,发送者和合作者通过经典通讯把测量结果告知信息接收者,接收者在其他合作者的协助下通过实施相应的量子操作完成对初始量子态信息的重构。对所提出的2个方案进行了讨论和比较,发现四方量子秘密共享方案的安全性更加可靠。     

实际量子保密系统中偏振漂移对截听重发攻击的影响

研究了有偏振漂移的量子保密系统中的截听重发攻击问题.利用二维模型刻画密钥分发的过程.通过模型分析和研究计算,得到了合法通信者以及窃听者之间的关系式,掌握了系统的探测效率损耗,以及量子误码率的波动范围.筛后数据的互信息量显示,相比BB84协议,B92协议的互信息量低,这是由于B92协议将协议所用的量子态简化为两态所付出的代价.窃听者获取的信息可能多于合法通信者得到的信息,这也将威胁密钥产生的保密性.