一种网络多用户量子认证和密钥分配理论方案

提出了一种网络多用户量子认证和密钥分配理论方案.类似于现代密码学中的网络认证体系结构提出了一种基于网络中用户与所属的可信服务器之间共享Einstein-Podolsky-Rosen(EPR)纠缠对进行身份认证和密钥分配的分布式客户机/服务器体系结构.基于该体系结构实现网络中任意用户之间的身份认证和密钥分配.可信服务器只提供用户的身份认证以及 交换粒子之间的纠缠使得两个想要秘密通信的用户的粒子纠缠起来.密钥的生成由发起请求 的用户自己完成.网络中的用户只需和所属的可信服务器共享EPR纠缠对通过经典信道和量子 信道与服务器通信.用户不需要互相共享EPR纠缠对，这使得网络中的EPR对的数量由O(n²)减小到O(n). 关键词： 量子认证 量子密钥分配 客户机/服务器 纠缠交换     

基于GHZ态的量子网络身份认证方案

利用量子力学中纠缠态的非定域关联性,提出了一种基于GHZ态的星型量子通信网络方案,该方案能有效地对用户身份进行认证,提高信息传输的安全性,实现任意站点间的量子通信.     

基于GHZ态的三方量子确定性密钥分配协议

基于连续变量GHZ态的纠缠特性,提出一种三方量子确定性密钥分配协议,其中密钥由GHZ态的振幅产生,而相位可以用来验证信道的安全性.现有的量子确定性密钥分配协议一次只能向一个接收方传送密钥,现实生活中经常要向多个接收方发送确定性密钥.信息论分析结果表明,当信道传输效率大于0.5时,该协议可以同时向两个接收方安全传送确定性密钥,制备多重纠缠态后,该协议还能够扩展成多方量子确定性密钥分配协议,这极大提高了密钥的整体传送效率,而且连续变量量子GHZ态信道容量较高,因此该协议具有重要的现实意义.     

带身份认证的量子安全直接通信方案

针对传统量子安全直接通信方案中需提前假设通信双方合法性的问题,提出一种带身份认证的基于GHZ态(一种涉及至少三个子系统或粒子纠缠的量子态)的量子安全直接通信方案.该方案将GHZ态粒子分成三部分,并分三次发送,每一次都加入窃听检测粒子检测信道是否安全,并在第二次发送的时候加入身份认证,用以验证接收方的身份,在第三次发送完粒子之后,接收方将所有检测粒子抽取出来,之后对GHZ态粒子做联合测量,并通过原先给定的编码规则恢复原始信息.本方案设计简单、高效,无需复杂的幺正变换即可实现通信.安全性分析证明,该方案能抵御常见的内部攻击和外部攻击,并且有较高的传输效率、量子比特利用率和编码容量,最大的优势在于发送方发送信息的时候不需要假设接收方的合法性,有较高的实际应用价值.     

基于W态的跨中心量子网络身份认证方案

利用量子隐形传态原理和量子纠缠交换技术,提出了基于W态的跨中心量子网络身份认证方案,实现了分布式量子通信网络中对客户的身份认证.该方案分为注册阶段和身份认证阶段,认证系统包括主服务器和客户端服务器.客户所有的操作都在客户端服务器上进行,不直接与主服务器进行通信.身份认证全部由服务器根据量子力学原理进行,保证了认证方案的安全性.最后,对该方案进行了安全性分析.     

基于W态的跨中心量子网络身份认证方案

利用量子隐形传态原理和量子纠缠交换技术,提出了基于W态的跨中心量子网络身份认证方案,实现了分布式量子通信网络中对客户的身份认证.该方案分为注册阶段和身份认证阶段,认证系统包括主服务器和客户端服务器.客户所有的操作都在客户端服务器上进行,不直接与主服务器进行通信.身份认证全部由服务器根据量子力学原理进行,保证了认证方案的安全性.最后,对该方案进行了安全性分析.     

基于稳定子码的在噪声信道的量子安全直接通信方案研究

量子安全直接通信是继量子密钥分配后,量子通信领域又一重要的研究领域,它要求通信双方在预先不需要建立共享密钥的情况下就可以实现消息的保密传输。不同于属于非确定通信的量子密钥分配,量子直接通信受信道噪声的影响更大,需要更好的检错纠错能力。本文根据稳定子码纠错理论和GHZ三态纠缠粒子的特性提出了一套基于稳定子码理论的量子直接通信方案,使其在保持无条件安全性的基础上可以对单量子的相位和比特错误进行纠错检错,大大降低了信道的整个通信过程的量子比特错误率。     

基于三粒子W态的身份认证

无认证中心的认证协议一般由通信双方相互认证.事先共享纠缠态或身份密钥,结构简单,但不适于扩展成通信网络.通过引入可信第三方认证中心,并利用三粒子W纠缠态的稳健性,提出了一个基于W态的身份认证协议,使得合法通信用户可以在认证中心的协助下进行安全身份认证,身份认证的同时即完成了纠缠粒子的分发.认证完成后,合法通信用户可安全共享EPR纠缠态并在第三方的控制下进行量子直传通信.针对窃听者常用攻击手段进行了安全性分析,结果表明在身份认证过程中可以有效的抵御伪装攻击,截取重发攻击与纠缠攻击等.基于第三方的通信结构具有可扩展性、实用性和受控性.     

三光子GHZ态中不同Bell型不等式的实验研究

实验研究了Bell不等式、Mermin不等式和Svetlichny不等式在GHZ态中对定域实在论结果的破坏. 采用目标态密度矩阵的方法给出了实验制备的GHZ态的保真度, 得到了三个不等式在GHZ态中的测量值. 实验结果表明, 三个Bell型不等式在同一个状态下对定域实在论结果破坏程度不同, 在量子密钥分配中可以选择合适的非定域性描述方式考察所用信道的安全性.     

基于四粒子GHZ态的可控量子双向隐形传态及安全性

提出一个基于四粒子GHZ纠缠态实现未知单粒子态的可控量子双向传态方案.通信双方Alice和Bob以及控制方事先密享两对四粒子GHZ纠缠态以构建量子信道,根据纠缠粒子的不同分发方式,以及测量时所选择的不同测量基,可以分别实现三方和四方参与的可控量子双向传态.通信开始后,Alice和Bob分别对自己拥有的部分粒子作量子投影测量,若控制方同意双方通信,则对自己拥有的粒子作测量并通过经典信道公布测量结果.通信双方根据控制方公布的测量结果对各自的某个粒子作相应的幺正变换,即可在己方的粒子上重建对方待传的量子态.由于第三方Charlie以及第四方Dennis的加入,整个双向传态的安全性大为提高.