本文關(guān)鍵詞：量子密鑰分配協(xié)議和量子隨機數(shù)的研究　出處：《中國科學技術(shù)大學》2017年博士論文　論文類型：學位論文

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【摘要】：在現(xiàn)代社會中,信息安全的重要性不言而喻,是軍事、金融等重要領(lǐng)域高度重視的核心問題�，F(xiàn)用的經(jīng)典密碼體制,如RSA,DES和AES等,其安全性基于復(fù)雜數(shù)學問題的計算復(fù)雜度。在量子計算機的研究正在如火如荼進行中的今天,經(jīng)典密碼體制的安全性受到了極大的挑戰(zhàn)。量子密鑰分配(QKD)技術(shù)是量子信息領(lǐng)域最早提出也是最接近實用化的一個方向。其安全性基于量子力學的基本原理,結(jié)合一次一密的加密方式,量子密鑰分配提供了一種理論上無條件安全的保密通信方式。自從BB84協(xié)議提出以來,量子密鑰分配技術(shù)經(jīng)過三十多年的發(fā)展,在理論和實驗方面都取得了很大的成就。量子密鑰分配雖然已經(jīng)進入實用化階段,新型協(xié)議的研究仍然不可忽視。不同的協(xié)議有不同的優(yōu)勢和缺陷,適用于不同的場景。有些協(xié)議提出了新的安全性分析方法,豐富了量子密碼的內(nèi)涵,有助于加深對量子力學基本問題的理解。量子隨機數(shù)是量子信息提供的另一個重要技術(shù)。量子隨機數(shù)發(fā)生器利用量子過程中的固有隨機性產(chǎn)生真隨機數(shù)。許多方案的性能已經(jīng)達到能夠代替經(jīng)典隨機數(shù)發(fā)生器的水平。有一些量子隨機數(shù)協(xié)議能夠?qū)υO(shè)備做極少的假設(shè),生成安全性很高的真正隨機數(shù)。本文總結(jié)了本人在量子密鑰分配協(xié)議研究和量子隨機數(shù)研究方面取得的一些研究成果,主要包括以下幾項內(nèi)容:1.乒乓協(xié)議是一種典型的雙路往返式量子密鑰分配協(xié)議,但是其在有損信道下的安全性沒有得到證明。我們提出了一個改進的乒乓協(xié)議,證明了改進協(xié)議在有損有噪聲信道下的安全性,使其能夠?qū)嵱没?克服了這種協(xié)議的最大缺陷。之后我們設(shè)計實驗驗證了這個改進的協(xié)議方案。2.環(huán)回差分相位協(xié)議是近年來量子密鑰分配領(lǐng)域一個很有影響力的新型協(xié)議。該協(xié)議的安全性基礎(chǔ)與之前的協(xié)議完全不同。我們針對這個協(xié)議碼率過低、實驗難度大等缺陷,提出了一個新的協(xié)議安全性分析方法,更加緊致地估計了竊聽者的信息量,提升了協(xié)議的密鑰率,使得實驗的難度大大降低。之后我們設(shè)計實驗實現(xiàn)了這個簡易環(huán)回差分相位協(xié)議。3.我們提出了一種新型的量子隨機數(shù)協(xié)議,該協(xié)議基于設(shè)備間無關(guān)聯(lián)假設(shè),能夠用制備測量系統(tǒng)實現(xiàn),對系統(tǒng)設(shè)備只需做極少假設(shè),產(chǎn)生的隨機數(shù)安全性高。該協(xié)議能夠?qū)υ肼暫蛽p耗有很好的容忍度。之后我們使用標記光源驗證了該方案。
【學位授予單位】：中國科學技術(shù)大學
【學位級別】：博士
【學位授予年份】：2017
【分類號】：TN918.4;O413

【參考文獻】

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1 李宏偉;陳巍;黃靖正;姚堯;劉東;李芳毅;王雙;銀振強;何德勇;周政;李玉虎;俞能海;韓正甫;;量子密碼安全性研究[J];中國科學:物理學 力學 天文學;2012年11期

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本文編號：1325571