诱骗态量子密钥分发系统中的隐蔽欺骗方法

在应用环境可信的情况下,诱骗态量子密钥分发系统具有明确的安全性架构.但是,在不可信的应用环境中,通信一方可以利用诱骗态量子密钥分发系统为第三方隐蔽地窃听开启方便之门.这种不暴露自己的泄密行为是一种隐蔽欺骗.诱骗态量子密钥分发系统具有一定的冗余系统参数（比如接收端设备对光信号的波长和强度的细微变化不敏感,但是系统安全性与这些参数密切相关）,不可信终端通过改变不同信号光脉冲的波长或强度,将为窃听者成功进行基于波分复用或分束攻击的隐蔽窃听提供可能性.这种隐蔽欺骗将直接破坏通信终端之间的信任关系,进而导致通信过程保密性的不可信,这给量子通信系统终端的可信性和安全性提出了一定的挑战.     

基于团簇态的跨中心量子网络身份认证方案

利用连续两次量子隐形传态技术,提出了基于四粒子团簇态的跨中心量子网络身份认证方案,实现了分布式量子通信网络中对客户的身份认证。在该方案中,认证系统包括主服务器和客户端服务器,主服务器和客户端服务器之间通过共享四粒子团簇态为量子信道进行通信,客户所有的操作都在客户端服务器上进行,不直接与主服务器进行通信。身份认证全部由服务器根据量子力学原理进行,保证了认证方案的安全性。最后,对该方案进行了安全性分析。     

基于冗余信息的量子隐蔽通信协议

提出一个基于冗余信息的量子隐蔽通信协议。现行的经典隐蔽通信协议难以实现真正的无条件安全,且对中间监视人的攻击无法进行有效检测。将量子比特的相关特性应用于经典隐蔽通信中,利用量子隐形传态原理,提出了一个利用稠密编码通信中量子信道检测阶段共享的冗余EPR纠缠粒子对实现隐蔽通信协议,能够同时实现对所传输信息内容的保密以及通信过程的隐蔽,且具有无条件安全性和对攻击者的可检测性。     

一个改进的量子隐形传态回路

量子隐形传态是一种典型的量子通信方式,它用经典辅助的方法来传送量子态,并引入了量子纠缠的特性.实现隐形传态的量子回路形式有很多,为了更有效地传递量子态,本文在Brassard回路的基础上提出一个改进的量子回路,它具有更简洁的结构,并能实现量子隐形传态.     

用约瑟夫森结量子比特制备簇态

高度纠缠的簇态是一种常见的测量基的量子计算的资源。这里提出了基于约瑟夫森比特的簇态实现方案。方案简单且易于操作,每个量子比特是通过包括一个超导岛和一个库伯对盒来实现的,任意两个约瑟夫森结量子比特可以通过一个对称的直流射频超导干涉仪相互耦合。通过调节每个实现量子比特的的门电压,来设定合适的初态,通过调节系统内相应的参量从而实现一个一个环路的耦合作用,以实现簇态。经过文章理论推导,方案简便易操作。在现在的技术条件下,方案完全可行。     

基于六粒子簇态的量子信息分离方案

利用非最大六粒子纠缠簇态作为量子信道,实现推广的任意二粒子量子态的信息分离方案。结果表明分离者可以让接收方中的任意一方在另一方的帮助下通过适当的幺正操作得到任意未知二粒子量子态。该方案中需要推广的BELL（GBM）基测量和单粒子测量(SM),并通过引入辅助粒子寻找合适的纠缠匹配的方法实现概率量子信息分离。计算了量子信息分离（QIS）方案的成功概率和经典信息损耗,若量子信道为最大纠缠信道,方案成功的概率为1同时将消耗14bit的经典信息。     

实现隐蔽通信的技术——信息隐藏

信息隐藏技术是信息安全领域的最新研究热点,在近几年得到了很大发展,有着广泛的应用领域。利用信息隐藏技术实现隐蔽通信就是其典型应用之一。利用信息隐藏技术实现隐蔽通信将会在很大程度上提高信息传输的安全性。文章阐述信息隐藏技术的基本概念和分类,分析信息隐藏的原理。重点介绍无密钥信息隐藏、私钥信息隐藏和公钥信息隐藏。     

基于任意BELL态的量子密钥分配

为了提高量子密钥分配的安全性和效率,利用量子纠缠交换的规律,提出了基于纠缠交换的量子密钥分配协议。通信双方通过简单的BELL测量建立起共享密钥,窃听者不可能窃取密钥而不被发现。该协议与其它分配协议的不同在于,可以实现对任意两个BELL态进行BELL测量达到量子密钥分配的目的。协议的实现只需要EPR粒子对,而不需要制备多粒子纠缠态。分析结果表明,此协议只用到两粒子的纠缠态,不需要进行幺正操作,它不仅能够保证密钥分配的安全性,而且简单高效。     

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。     

A secure and robust information hiding technique for covert communication

The unprecedented advancement of multimedia and growth of the internet has made it possible to reproduce and distribute digital media easier and faster. This has given birth to information security issues, especially when the information pertains to national security, e-banking transactions, etc. The disguised form of encrypted data makes an adversary suspicious and increases the chance of attack. Information hiding overcomes this inherent problem of cryptographic systems and is emerging as an effective means of securing sensitive data being transmitted over insecure channels. In this paper, a secure and robust information hiding technique referred to as Intermediate Significant Bit Plane Embedding (ISBPE) is presented. The data to be embedded is scrambled and embedding is carried out using the concept of Pseudorandom Address Vector (PAV) and Complementary Address Vector (CAV) to enhance the security of the embedded data. The proposed ISBPE technique is fully immune to Least Significant Bit (LSB) removal/replacement attack. Experimental investigations reveal that the proposed technique is more robust to various image processing attacks like JPEG compression, Additive White Gaussian Noise (AWGN), low pass filtering, etc. compared to conventional LSB techniques. The various advantages offered by ISBPE technique make it a good candidate for covert communication.     

二能级原子与相干态腔场之间的量子信息转移

利用二能级原子与腔场的大失谐相互作用Jaynes-Cummings(J-C)模型,提出了一种量子信息转移的方案.分别实现了单原子与单个腔场,纠缠的多个原子与单个腔场,及多个原子与多个腔场之间的量子信息的双向传递.     

Exploiting WiMAX for covert transmission of secret data over fading channel

Worldwide Interoperability for Microwave Access (WiMAX) is the broadband wireless access technique that provides rapid broadband services to domestic and enterprise users. Owing to the broadcast characteristic of the WiMAX system, transmitted data security is crucial, particularly when the messages are confidential. In this work, exploiting of WiMAX to convey sensitive secret information is presented. In the first phase, we exploited conventional WiMAX (fast Fourier transform [FFT]‐WiMAX), and in the second phase, we propose a wavelet packet transform (WPT)–based WiMAX for covert communication. The quality evaluation of both covert transmission models (FFT‐WiMAX and WPT‐WiMAX) over the fading channel is done in this work. The experimental outcomes of the proposed WPT‐WiMAX covert transmission system reveal a significant enhancement in error rate (bit error rate) and peak signal‐to‐noise ratio for a given signal‐to‐noise ratio.     

基于Bell态纠缠交换的量子私密比较方案

提出了一种新的量子私密比较方案,该方案以Bell态为量子资源,在不泄露用户私密信息的前提下,利用Bell测量和纠缠变换实现对用户的信息相等与否的比对。第三方（TP）准备Bell态和诱饵单光子,在传送粒子过程中,TP插入诱饵单光子,通过经典信道的讨论保证了方案的安全性。用户双方不需要做任何幺正变换,只需执行Bell测量,随后将自己的私密信息加密后发送给第三方。第三方通过简单的计算就可以实现两比特经典信息的比对。整个过程中所涉及到的三方都无法得知他人的私密信息,只能得到比对结果。最后,由TP宣布比较结果。此外,我们也验证了方案的正确性。     

不完美量子封印的可读性与安全性关系研究

研究了一个不完美量子封印协议。给出了不完美量子封印可被读取者（Bob）自行读取封印信息b的几率即可读性α与信息被读取封印遭破坏后封印者(Alice)能检测出来的几率即安全性β之间的关系。结果表明：β≤1/2,α+β≤9/8。最后通过一个具体实例来验证该关系式。     

量子通信与量子计算

量子通信和量子计算是近年来信息领域基础研究的前沿课题.本文简单介绍了量子通信和量子计算的基本概念和新进展.     

两量子比特态的量子信息分离的最小测量复杂性

提出一个用非对称W态作为量子信道分离两量子比特态的方案。如果发送者（Alice）已知待传送态的量子信息，Alice 执行两量子比特投影测量后, 能分离量子信息并发送给接收者（Bob 和 Charlie)。Bob 和 Charlie 共同执行一个幺正操作后，再分别执行两个单量子比特的幺正操作，就能恢复原态的量子信息。这个方案大大减小了测量的复杂性。     

高维量子态存储

量子通信网络主要由用于存储和操纵量子态的存储单元和联络存储单元之间的信息载体构成。光子是信息载体的最佳选择,存储单元可以由固态材料或气态原子组成。相对于二维空间,编码于一个高维空间的光子可以携带更大的信息量。若能够实现编码于高维空间的量子态存储,则在增大存储单元存储容量的同时,还可以提高网络的信道容量和传输效率,因而高维量子态的存储研究成为当前量子信息领域的热点领域。本文简要回顾了国内外在高维量子态存储方面进展,着重介绍了近期基于冷原子系综实现单光子条件下高维量子态存储的突破性进展,提出了构建高维量子网络需要解决的关键问题。     

量子信息中的腔QED方案简介

在量子信息领域，腔量子电动力学(Cavity—QED)方案被认为是最有效的量子信息方案之一。随着技术的发展，越来越多的量子信息处理过程可通过腔-QED方案在实验上实现，例如，纠缠态的制备和量子逻辑门的实现。这里，我们将腔-QED的发展作一综述。腔-QED方案的核心就是腔场和原子的相互作用。根据原子的跃频率和场模频率的关系，我们可以将上述相互作用分为两大类：共振相互作用(原子的跃迁频率等于场模频率)和失谐相互作用(原子的跃迁频率与场模频率的失谐量很大)。从这两不同的方案出发，我们都可以实现；纠缠态的制备、未知量子态的隐形传输和量子逻辑门的构建。但是在共振相互作用中，量子信息处理过程对腔的Q值要求很高，这就使得实验实现很困难。而大失谐相互作用对腔的Q值要求大大降低，使得实验实现成为可能。通过比较，我们认为，大失谐方案为量子信息处理开辟了广阔的前景，使量子网络和量子计算机在不久的将来成为可能。