量子通信协议的安全性研究

作     者：金海菲 

作者单位：北京邮电大学 

学位级别：硕士

导师姓名：李剑

授予年度：2014年

学科分类：0810[工学-信息与通信工程] 08[工学] 081001[工学-通信与信息系统] 

主      题：量子“乒乓”协议 量子超密编码 两步量子安全直接通信 安全性检测 

摘      要：随着量子技术的发展,量子通信越来越得到研究者的重视,尤其是量子安全直接通信作为一种全新的量子通信方式,将逐渐成为主要的通信方式。量子通信的高安全性及高传输能力,使其在通信网、军事、空间技术等战略性领域具有广泛的应用前景,提高量子通信的安全性关系到国家安全以及战略问题。 量子通信技术的安全性主要依靠量子的纠缠特性来保障,但安全性检测这一环节必不可少。尽管已有一些量子通信过程中的安全性检测方案,但其安全性检测效率并不高,已有的量子通信协议的安全性还未能很好地满足量子安全直接通信的要求。 为了提高量子通信的安全性,本设计针对量子通信领域中量子“乒乓协议及两步量子安全直接通信协议这两个著名的通信协议进行改进,创新性地将GHZ态、Cluster态及W态等量子纠缠态作为检测粒子插入传输粒子流中,并通过对检测粒子的相应测量,确定量子信道上是否有窃听者。针对上述两个协议分别提出了三种改进的安全性检测方案。利用信息熵理论,经过复杂的安全性分析证明改进的安全性检测方案是渐进安全的,且通过与原有协议的对比分析证明改进的安全性检测方案的窃听检测效率要明显高于原有协议的窃听检测效率,其安全性要高于原有协议。