隨著科學(xué)理論的進步與信息技術(shù)的發(fā)展,經(jīng)典通信過程中信息安全逐步受到來自竊聽者的威脅。量子通信基于量子力學(xué)原理可以使得用戶之間實現(xiàn)遠距離無條件安全的通信過程。量子通信致力于拓展多用戶組網(wǎng)、提高通信系統(tǒng)容錯率、延長信道距離和抵御安全漏洞。近30年來,量子通信不論在理論上還是實驗搭建上都得到了充分的發(fā)展。本論文針對量子通信系統(tǒng)中若干理論與實驗搭建技術(shù)進行研究,主要研究內(nèi)容如下:提出了一個可行的方案能自動補償遠距離通信用戶之間光纖通道的相位漂移與偏振演化。該實驗裝置可應(yīng)用于多用戶孿生場量子密鑰分發(fā)協(xié)議的實驗搭建,自動補償兩個場在傳輸過程中的相位波動,克服了孿生場量子密鑰分發(fā)協(xié)議在實際實現(xiàn)中的主要挑戰(zhàn),即對長距離亞波長路徑長度相位穩(wěn)定性的要求。此外,簡單穩(wěn)定的結(jié)構(gòu)易于擴展到多用戶量子密鑰分發(fā)網(wǎng)絡(luò),結(jié)合偏振復(fù)用使系統(tǒng)中用戶聯(lián)接更靈活。本文進一步研究了量子數(shù)字簽名協(xié)議在多用戶情況下的安全性以及所需量子鏈路的冗余問題。提出多用戶環(huán)形量子數(shù)字簽名協(xié)議并設(shè)計隨機采樣的系統(tǒng)實驗裝置,創(chuàng)新性地利用隨機采樣代替對稱操作。在協(xié)議安全性分析方面,考慮勾結(jié)攻擊的同時移除了安全量子信道的假設(shè)。通過理論仿真與計算證明協(xié)議...

【文章頁數(shù)】：117 頁

【學(xué)位級別】：博士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
第一章 緒論
    1.1 研究背景及意義
    1.2 量子通信協(xié)議研究進展
        1.2.1. 量子密鑰分發(fā)
        1.2.2. 量子簽名
        1.2.3. 量子秘密共享
    1.3 論文的內(nèi)容安排
第二章 相位編碼量子通信系統(tǒng)實驗關(guān)鍵技術(shù)
    2.1 單向式偏振無關(guān)量子通信系統(tǒng)
    2.2 往返式偏振自補償量子通信系統(tǒng)
    2.3 第三方測量的量子通信系統(tǒng)
    2.4 小結(jié)
第三章 多用戶量子數(shù)字簽名協(xié)議研究
    3.1 三用戶量子數(shù)字簽名協(xié)議研究
        3.1.1. 協(xié)議過程及原理
        3.1.2. 安全性分析
    3.2 多用戶量子數(shù)字簽名協(xié)議研究
        3.2.1. 協(xié)議過程及原理
        3.2.2. 安全性分析
    3.3 多用戶環(huán)形量子數(shù)字簽名協(xié)議研究
        3.3.1. 環(huán)形量子數(shù)字簽名協(xié)議
        3.3.2. 實驗裝置
        3.3.3. 安全性分析
        3.3.4. 量子數(shù)字簽名對比
    3.4 小結(jié)
第四章 動態(tài)量子多重簽名協(xié)議研究
    4.1 量子多重簽名協(xié)議
    4.2 量子態(tài)糾纏與傳遞
    4.3 動態(tài)量子多重簽名協(xié)議
    4.4 安全性分析
    4.5 小結(jié)
第五章 高容錯率量子密鑰分發(fā)協(xié)議實驗研究
    5.1 回環(huán)差分相移量子密鑰分發(fā)協(xié)議研究
        5.1.1. 協(xié)議過程及原理
        5.1.2. 信號擾動與高容錯率
    5.2 回環(huán)差分相移量子密鑰分發(fā)實驗裝置
    5.3 可變回環(huán)延時器理論分析
        5.3.1. FM回環(huán)脈沖延時器
        5.3.2. 雙FM回環(huán)脈沖延時器
        5.3.3. 全FM回環(huán)脈沖延時器
        5.3.4. 雙Sagnac回環(huán)脈沖延時器
        5.3.5. Cir回環(huán)脈沖延時器
    5.4 可變回環(huán)延時器實驗論證
        5.4.1. 實驗驗證
        5.4.2. 仿真驗證
    5.5 小結(jié)
第六章 總結(jié)與展望
參考文獻
致謝
攻讀博士學(xué)位期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文目錄



本文編號：3819039