研究雙路連續(xù)變量量子密鑰分發(fā)協(xié)議安全碼率在有限碼長(zhǎng)效應(yīng)下的影響。使用中心極限定理和最大似然估計(jì)原理進(jìn)行參數(shù)估計(jì),重新計(jì)算符合實(shí)際情況的安全碼率。選擇適合的密鑰長(zhǎng)度和調(diào)制方差,使得協(xié)議最優(yōu)化。模擬仿真合適參數(shù)使其安全性能接近無(wú)限碼長(zhǎng)條件的安全性能,發(fā)現(xiàn)有限碼長(zhǎng)效應(yīng)將使雙路連續(xù)變量量子密鑰分發(fā)協(xié)議安全性能下降。 

【文章來(lái)源】：通信技術(shù). 2020,53(05)

【文章頁(yè)數(shù)】：7 頁(yè)

【部分圖文】：

圖1 雙路CV-QKD協(xié)議的PM方案

以上為雙路協(xié)議的PM過(guò)程。PM方案在實(shí)際中容易實(shí)現(xiàn)，但是比較難于進(jìn)行安全性分析。在進(jìn)行安全性分析時(shí)，通常使用等效的EB方案。雙路協(xié)議的EB方案如圖2所示，有兩個(gè)獨(dú)立的高斯糾纏克隆機(jī)，方差分別為W1和W2。圖2中箭頭旁邊的字母如B1表示箭頭處的模。ΓK是連續(xù)變量C-NOT門(mén)[9]。Bob用外差測(cè)量他的EPR對(duì)的一個(gè)模并把另一個(gè)模發(fā)給Alice。Alice對(duì)她的EPR對(duì)的一個(gè)模A1進(jìn)行外差測(cè)量，并對(duì)從分束片TA出射的一個(gè)模進(jìn)行零差測(cè)量，然后把從分束片TA出射的另一個(gè)模發(fā)給Bob。Bob對(duì)收到的模B2進(jìn)行外差測(cè)量得到B2X和B2P，再通過(guò)兩個(gè)對(duì)稱變換ΓK把模B1P、B2P、B1X和B2X變換成模B5、B6、B3和B4。通過(guò)對(duì)模B4和B6的零差測(cè)量，可以得到xB和pB。最后，Bob通過(guò)得到的兩個(gè)數(shù)據(jù)進(jìn)行參數(shù)估計(jì)、數(shù)據(jù)后處理、數(shù)據(jù)協(xié)調(diào)和密鑰放大，得到最終的安全密鑰。有限碼長(zhǎng)效應(yīng)下的安全碼率計(jì)算公式為[11-12]:

進(jìn)行雙路CV-QKD協(xié)議在有限碼長(zhǎng)效應(yīng)下的模擬仿真。仿真主要分為兩種情況，首先考慮只針對(duì)一條通信信道進(jìn)行有限碼長(zhǎng)效應(yīng)下的參數(shù)估計(jì)，并且為了便于模擬，只考慮兩個(gè)信道具有相同參數(shù)的情況，即T1=T2、ε1=ε2及K=1，在此前提下進(jìn)行建模仿真，如圖3所示。其中，方塊線、十字線、三角線、星號(hào)線和直線分別對(duì)應(yīng)碼長(zhǎng)為106、108、1010、1012以及無(wú)限碼長(zhǎng)的仿真曲線。圖3為對(duì)一個(gè)信道進(jìn)行參數(shù)估計(jì)情況下的有限碼長(zhǎng)效應(yīng)對(duì)雙路CV-QKD協(xié)議安全碼率與安全傳輸距離關(guān)系的影響。其中，協(xié)調(diào)效率β=95%，信道過(guò)量噪聲ε1=ε2=0.2,TA=0.2,Alice和Bob的調(diào)制方差VA=VB=10，曲線從左至右分別為碼長(zhǎng)N=106、108、1010、1012以及無(wú)限碼長(zhǎng)。由圖3可知，碼長(zhǎng)為N=106時(shí)的安全傳輸距離與N=102時(shí)的安全傳輸距離相差接近1倍；傳輸數(shù)據(jù)越長(zhǎng)，安全傳輸距離越接近于無(wú)限碼長(zhǎng)時(shí)的傳輸距離。


本文編號(hào)：3275490