基于量子高维Bell态纠缠交换的分发式投票方案

利用了高维Bell态,设计一种新的量子投票方案.方案分为4个阶段:首先,高维Bell纠缠态粒子被作为投票信息载体被分发给投票者;然后投票者利用最小复杂度搜索寻找竞选者,并用相移操作投出选票;接着代理人收到选票后,运用纠缠交换过程来检测窃听,通过检查粒子的测量结果来发现是否非法攻击;最后代理人利用计票算子统计票数并公布.所有人都只知道总的投票结果,单个投票者的投票信息是保密的.协议分析了各种攻击下的抵抗,证明了这是一个合理,安全,高效的量子投票方素.     

基于Bell态纠缠交换的身份认证协议

提出了一种新的量子身份认证协议,该协议以Bell态为传输载体,利用Bell态纠缠交换和Bell基测量对通信用户进行身份认证。两个Bell态的传送过程中不需要做任何的幺正变换,只需要执行Bell基测量和按位异或运算就可以实现信息的传输。整个过程中,量子载体操作简单且容易实现。此外,也验证了此协议的正确性。     

基于高维纠缠态的量子密钥分发协议

为了提高量子密钥分发的效率和安全性,利用高维Hilbert空间中的Bell态和Hadamard门设计了一种量子密钥分发协议。首先通过量子态的动态演变验证了三维Bell纠缠态在Z基和X基下具有不同的表示特性,然后以此为基础进行协议设计,其中利用Z基测量来检测窃听,利用X基测量来产生密钥。安全性分析表明,该协议可以抵抗截获重发、纠缠附加粒子和特洛伊木马三种常见的攻击。最后将协议与其他方案进行了比较,该协议在保证量子比特效率50%的基础上,安全性也有所提升。     

无纠缠量子秘密共享中酉操作的选择

文中针对不使用纠缠态的量子秘密共享方案,提出了一种Bell态替换攻击策略,并定量分析了当量子秘密共享方案采用常见的几种酉操作组合时,这种攻击的最小失败概率,从而得到酉操作的选择和Bell态替换攻击效果之间的若干关系.对于量子秘密共享方案的设计和实施中,如何选择酉操作以保证通信安全的问题,文中的工作具有重要的指导作用.     

基于部分纠缠态的量子安全直接通信协议

提出一种新的带认证的三方量子安全直接通信协议。该方案利用共享的三粒子部分纠缠态和CNOT门来编码和译码,两方可同时向第三方传递秘密消息,共享的部分纠缠态可重复使用。在理想信道下,协议对于非相干攻击是安全的。该方案通过认证可以验证客户端身份的合法性,部分纠缠态在实际中容易制备和保存,能够实现两方同时跟第三方直接通信。     

基于新的二粒子纠缠态的仲裁量子签名协议

综合考虑量子纠缠、量子态的比较、量子操作等,提出一种基于新的二粒子纠缠的仲裁量子签名协议。利用隐形传态的原理将未知的量子传递到接受者手中,再对其进行相应的酉变化来恢复原信息。方案中有第三方的参与使得方案更安全,又利用具有很好性质的二粒子纠缠态,使得方案简单安全可行。同时算法利用一次一密加密算法加密保障了签名的不可伪造性,通过仲裁者的参与及量子密钥有效解决了双方的抵赖问题。     

基于Bell态与其纠缠性质的量子密钥分发

为了提高量子密钥分发的可行性、安全性和效率,在通信双方间通过构建经典信道和量子信道,提出了一种基于Bell态与其纠缠性质的量子密钥分发协议.该协议可行、安全、简单有效,通过严格的数学推导证明了窃听者不可能获取密钥而不被发现.此外,得出了该协议效率与安全的数学模型,并通过MATLAB仿真分析了协议效率与安全的关系.     

基于GHZ态的无酉操作多方量子秘密共享方案

为了简化多方量子秘密共享协议,利用Greenberger-Horne-Zeilinger（GHZ）态和互补基特性,提出了一种简单高效的多方量子秘密共享方案。该方案无需进行任何酉操作,发送方和多个接收方之间只需一次量子通信,并使用互补基进行测量即可完成信道安全检测和秘密共享。除去少量用于检测量子信道安全的粒子,其余每个GHZ态粒子共享一个比特的经典信息。安全性分析表明该方案是安全可靠的。     

基于纠缠交换的分布式量子身份认证方案

分析了在网络环境下的量子身份认证技术,提出了在分布式网络环境下,通信双方共享密钥串,利用纠缠交换技术进行身份认证的方案,并分析了方案的可行性。     

Deterministic secure quantum communication without unitary operation based on high-dimensional entanglement swapping

By analysis of the basic properties of entanglement swapping of high-dimensional Bell states,a universal and general deterministic secure quantum communication(DSQC)protocol is proposed,in which unitary operation is not required.By making use of the results of high-dimensional Bell measurement,the sender and the receiver can encode and decode the message respectively by performing the modular addition and subtraction.Two mutually complementary bases are constructed;and according to the property of mutual complement,a method for checking security of the high-dimensional quantum channel is put forward.Some common attack strategies are analyzed,and the corresponding error rates are calculated.Then the upper bound of the threshold of error rate is deduced.     

Deterministic secure quantum communication based on entanglement

Based on entanglement, a deterministic secure quantum communication protocol is proposed to distribute secret messages deterministically. In this scheme the messages are encoded in the particles of the Einstein-Podolsky-Rosen （EPR） pairs rotated random polarization angles by applying random and independent operations. Security analysis indicates that this scheme is secure against the present Trojan horse attack strategy and the impersonation attack strategy, and it can also ensure the security of the messages in a low noisy channel. Moreover, it has an advantage that communication can be launched by the sender just like an actual communication system.     

一种基于纠缠交换的可验证量子秘密共享协议*

提出了一种新的基于纠缠交换的可验证量子秘密共享协议,秘密分发者与其他参与者进行一对一的信息交互,对某一参与者等概率进入检测模式或信息模式,直至确定信息发送安全后,再与下一参与者进行信息交互。本协议不仅能够避免外部窃听,又可以防止内部欺骗,从而保证共享信息的正确性和安全性,达到可验证的效果。     

基于四粒子团簇态的量子安全直接通信协议仿真

随着量子通信在近年来的不断发展, 量子安全直接通信成为了量子通信的一大重要分支。但目前的实验设备很难满足量子通信实验, 导致通信协议的正确性和安全性无法得到验证。针对这一问题, 提出了一种协议仿真算法。在Microsoft Visual C++6. 0平台上利用C++语言编写了量子安全直接通信协议的仿真程序, 最终实现了发送方和接收方之间的有效安全通信。仿真结果体现了量子通信的高效性和绝对安全性。实验结果与理论结果相吻合, 进一步验证了协议是安全、正确的, 也证明了用计算机对量子计算进行仿真的可行性。     

基于d维纠缠交换的(t,n)门限量子秘密共享

以d维纠缠交换为技术手段,提出了一个(t, n)门限量子秘密共享方案。该方案执行t次d维纠缠交换,秘密影子聚合于重建者的V_1粒子中。重建者测量该粒子,可重建出共享的秘密。安全性分析可知,提出的方案,能抵抗截获-重发攻击、纠缠-测量攻击、合谋攻击和伪造攻击。性能比较分析表明,相比较于其他现有类似量子秘密共享方案,提出的方案具有更好的灵活性、实用性和普适性。而且总的计算和测量所花费的开销是最低的。     

基于贝尔态的半量子安全直接通信协议

针对量子通信网络构建成本昂贵且效率低下的问题,基于贝尔态粒子和半量子理论,提出了一种易于实现的量子安全直接通信模型。首先,量子态的制备、Bell基测量等复杂操作交由拥有全部量子能力的服务端完成,用户端只需完成投影测量或者直接反射两种简单操作;其次,通信双方传输秘密信息前建立的量子信道以及提前共享的安全密钥,可以严格保障秘密信息不被泄露;最后,通过设计的编码规则,使得协议只使用较少量子资源就完成高效的秘密信息直接传输。通过计算可得,提出的量子安全直接通信模型粒子传输效率达到7.69%,安全模型分析表明了提出的通信模型在各种常见的攻击策略下都是安全可靠的。