量子密鑰分配(Quantum Key Distribution,QKD)技術能夠使得合法的通信雙方遠距離共享安全密鑰,結合“一次一密”密碼算法,可以實現(xiàn)理論上無條件安全的保密通信。然而,現(xiàn)有QKD系統(tǒng)的安全密鑰率普遍較低,一定程度上限制了QKD技術的應用發(fā)展。相比于傳統(tǒng)QKD協(xié)議,高維度量子密鑰分配(High-Dimensional Quantum Key Distribution,HD-QKD)協(xié)議利用光子的高維度自由度進行編碼,提高了光子編碼信息的效率,是提高QKD系統(tǒng)安全密鑰率的有效途徑之一。目前HD-QKD協(xié)議已具備嚴格的理論安全性證明,受到了學術界的廣泛關注和深入研究,但是其實際安全性分析的工作尚不完善,而協(xié)議的實際安全性對于HD-QKD的實際應用是至關重要的。因此,本文圍繞HD-QKD協(xié)議的實際安全性展開研究,分析了實際系統(tǒng)中的不完美性對于HD-QKD協(xié)議實際安全性的影響,主要工作如下:1、波長攻擊下HD-QKD協(xié)議的實際安全性分析。實際的分束器與波長之間可能存在較強的關聯(lián),不同的入射光波長具有不同的分束比。本文針對時間—相位HD-QKD方案設計了一種具體的波長攻擊實施方案...

【文章頁數】：65 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第一章 引言
第二章 基礎知識
    2.1 QKD中的信息論基礎
        2.1.1 量子比特和高維度量子比特
        2.1.2 香農熵
        2.1.3 馮諾依曼熵
        2.1.4 Holevo界
    2.2 QKD攻擊模型
        2.2.1 個體攻擊
        2.2.2 聯(lián)合攻擊
        2.2.3 相干攻擊
    2.3 HD-QKD方案
        2.3.1 時間—能量HD-QKD方案
        2.3.2 時間—相位HD-QKD方案
    2.4 本章小結
第三章 波長攻擊下HD-QKD協(xié)議的實際安全性分析
    3.1 時間—相位HD-QKD方案
    3.2 針對4維時間—相位HD-QKD方案的波長攻擊
    3.3 針對任意維度QKD方案的波長攻擊
    3.4 本章小結
第四章 非隨機性對于HD-QKD協(xié)議實際安全性的影響分析
    4.1 HD-QKD協(xié)議非隨機性模型
    4.2 單光子源無信號衰減時非隨機性對HD-QKD協(xié)議實際安全性的影響
    4.3 單光子源有信號衰減時非隨機性對HD-QKD協(xié)議實際安全性的影響
    4.4 實際弱相干態(tài)光源下非隨機性對HD-QKD協(xié)議實際安全性的影響
    4.5 本章小結
第五章 強度調制器的有限消光比對HD-QKD協(xié)議實際安全性的影響分析
    5.1 消光比的數學模型刻畫
    5.2 安全性分析
        5.2.1 單光子HD-QKD協(xié)議的實際安全性
        5.2.2 誘騙態(tài)HD-QKD協(xié)議的密鑰有限長實際安全性
        5.2.3 強度漲落下HD-QKD協(xié)議的密鑰有限長實際安全性
    5.3 數值模擬
    5.4 本章小結
第六章 總結與展望
致謝
參考文獻
作者簡歷



本文編號：3813754