量子密鑰分發(fā)(QKD)是指通信雙方以量子態(tài)作為密鑰的載體,通過量子信道傳輸,在通信雙方之間協(xié)商出密鑰的一種密鑰分發(fā)方法。利用此密鑰對經(jīng)典信息進行一次一密的加密,能夠?qū)崿F(xiàn)理論上的無條件安全。QKD的安全性由量子力學的海森堡測不準原理和量子不可克隆定理來保證,具有物理安全特性的量子密鑰分發(fā)技術(shù)得到了廣泛關(guān)注和快速發(fā)展。自第一個QKD協(xié)議誕生以來,經(jīng)過三十年的發(fā)展,QKD從實驗技術(shù)與理論安全性分析兩方面都取得了顯著進展。以BB84為代表的離散變量QKD協(xié)議,以及以GG02協(xié)議為代表的連續(xù)變量QKD協(xié)議都逐步被證明了其理論上的無條件安全。近幾年,QKD系統(tǒng)也接近實用化,我國于2017年完成“京滬干線”量子保密通信骨干網(wǎng)絡項目,全長約2000余公里,成為量子通信領(lǐng)域的一項重大進展。連續(xù)變量量子密鑰分發(fā)(CV-QKD)協(xié)議采用光場態(tài)的正則分量來編碼信息,并采用平衡零差探測或外差探測的手段來獲取信息,探測器件具備高響應頻率和高探測效率的潛在優(yōu)勢。CV-QKD系統(tǒng)與光纖網(wǎng)絡有良好的兼容性,有利于其應用推廣。因此,CV-QKD協(xié)議得到了越來越多的關(guān)注,其中,最具代表性的高斯調(diào)制相干態(tài)協(xié)議(GG02協(xié)議)是目前大多數(shù)量子密鑰分發(fā)系統(tǒng)采用的主流協(xié)議,且安全性理論證明也較為完善。相干態(tài)連續(xù)變量量子密鑰分發(fā)協(xié)議在理論上被證明是無條件安全的。然而,實際的CV-QKD系統(tǒng)中因為探測裝置的不完美,易受到黑客攻擊,對此人們提出了連續(xù)變量測量設(shè)備無關(guān)(CV-MDI)協(xié)議。由于該協(xié)議的測量部分完全交由非可信的第三方來進行,所以協(xié)議的安全性不依賴于探測器的安全性,因此該協(xié)議天然可以抵御所有的針對探測器的黑客攻擊方案。由于CV-QKD協(xié)議的理論安全性分析是基于通信雙方交換無限多信號數(shù)的漸進方案的假設(shè),但實際的CV-QKD協(xié)議的通信雙方計算能力有限,能交換的密鑰長度也是有限的。因此,CV-MDIQKD的實際實施中不應該忽視有限碼長的影響。為了解決這個問題,我們研究了有限碼長效應對聯(lián)合竊聽下的連續(xù)變量測量設(shè)備無關(guān)量子密鑰分發(fā)(CV-MDIQKD)協(xié)議的影響,主要考慮參數(shù)估計過程的有限碼長效應。主要利用中心極限定理和最大似然估計定理來進行參數(shù)估計。我們還分析了協(xié)議中通信雙方交換信號數(shù)與最優(yōu)調(diào)制方差的關(guān)系,證明了當Charlie的位置靠近Bob時,有限碼長效應的CV-MDI QKD協(xié)議在非對稱結(jié)構(gòu)下有最遠的傳輸距離。最后,我們討論了在CV-MDIQKD協(xié)議中有限碼長效應對實際探測器的影響�？傮w結(jié)果表明,有限碼長效應對CV-MDIQKD協(xié)議的安全密鑰率有很大的影響且是不可忽視的。
【學位單位】：北京郵電大學
【學位級別】：碩士
【學位年份】：2018
【中圖分類】：TN918;O413
【部分圖文】：

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北京郵電大學工學碩士學位論文逡逑懫取最優(yōu)的聯(lián)合測量。竊聽方式如圖２＿３所示。逡逑Ｌｉ－ｈｔ邋Ｐ？ｌ？－邐Ｅｖｅ邋ＣｏＵｅｃｔｉｖｅ邋Ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔ逡逑？邐－邋Ｈ邋ｋ邋Ｋ逡逑零邐ｉ邋ｒ邋．ｒ邋ｒ邐ｔ逡逑：邐邋邐—．、：：邐Ｕｍ邐—邐；邋－邐邐逡逑ｊ邐Ａｌｉｃｅ邐＇邋Ｔ邋一邋一｜邐Ｉ—￣ｉ邐ｉ邐ｆ邐Ｉ邋Ｂｏｂ逡逑丨Ｓｏｕｒｃｅ丨邋＿魯馨魯魯魯邋！邋Ｄｃｉｃｃｔｏｒ逡逑；邋：逡逑ｔ］：：．．．．．１：：邋：�。海荩�；．邋．：丨邐；逡逑邐．．．”—’．邐Ｕ，，邐Ｊ逡逑ｌｉｖｅ邋Ｃｏｌｌｅｃｔｉｖｅ邋Ａｎｃｉｌｌａｃ逡逑圖２－３相干竊聽示意圖［６５１。逡逑不難發(fā)現(xiàn)，這三種竊聽方式在強度上是逐層加強的：相干幼聽最強，聯(lián)合切逡逑聽次之，個體竊聽最弱。逡逑２．４本章小結(jié)逡逑本章為連續(xù)變量量子密鑰分發(fā)中的理論基礎(chǔ)知識部分，是后續(xù)研宄工作的必逡逑備基礎(chǔ)。具體包括：逡逑＊介紹量子光學基礎(chǔ)知識，包括自由電磁場的量子化，引入的ｗｉｇｎｅｉ■函數(shù)和相逡逑空間的定義。逡逑＊介紹高斯態(tài)有關(guān)的基礎(chǔ)知識，包括高斯態(tài)的定義，真空態(tài)，熱場態(tài)，相干態(tài)，逡逑單模壓縮態(tài)與壓縮態(tài)，雙模壓縮態(tài)與ＥＰＲ態(tài)。逡逑？介紹高斯操作有關(guān)的基礎(chǔ)知識

【參考文獻】

相關(guān)博士學位論文 前1條

1 王天一;基于連續(xù)變量的量子密鑰分發(fā)系統(tǒng)中長距離傳輸技術(shù)與安全性研究[D];北京郵電大學;2015年

相關(guān)碩士學位論文 前1條

1 李繼偉;光纖量子通信網(wǎng)絡中的多址技術(shù)及單光子波長變換研究[D];西安電子科技大學;2014年

本文編號：2809934