对若干量子安全通讯协议的研究与改进

论文题目: 对若干量子安全通讯协议的研究与改进

论文类型: 硕士论文

论文专业: 原子分子物理

作者: 满忠晓

导师: 张战军

关键词: 量子信息,安全通讯协议,量子安全直接通讯,安全性

文献来源: 中国科学院研究生院（武汉物理与数学研究所）

发表年度: 2005

论文摘要: 量子理论与经典信息论相结合产生了一门新的学科—量子信息。量子安全直接通讯作为量子信息领域内的重要研究方向之一，是量子力学基本原理在保密通讯领域内新的应用，这方面的研究具有一定的理论探讨意义。安全直接通讯较之于通常的以量子密钥分发为基础的量子密码术明显地具有方便快捷高效性，因而前者较之于后者在安全性方面也要求更高。以量子密钥分发为基础的量子秘密通讯在现实中已经实现，安全直接通讯由于其本身的优越性，在现实中其应有广阔的应用前景。本文在量子安全直接通讯研究方向上就安全直接通讯方案及其安全性保障等方面作了如下的一些研究工作：1．(a)利用纠缠交换性质和局域幺正操作对ping-pong协议进行了改进，成功地防止了对ping-pong协议的无窃听攻击。(b)通过改进Wójcik对ping-pong协议在损失道中的窃听方案，把ping-pong协议量子信道传输效率的不安全上限从原来的60％提高到现在的80％。在后续的工作中该上限被进一步提高到100％，由此表明即使在理想信道下ping-pong协议也是不安全的，需要利用两套测量基方法以防范可能的窃听攻击。2．利用量子纠缠交换和局域幺正操作的性质，结合“群发”量子比特这种通讯方式的优势，在此基础上，提出了一种基于量子纠缠交换和局域幺正操作的安全直接通讯方案，并把该方案和“两步协议”作了比较研究。虽然表面上该方案的传输效率有所降低，但是传输的安全性得到了加强，一旦确定信道是安全的，就有可能预期信息发送的成功，所以我们认为实质上通讯效率并没有降低。3．就ping-pong协议在双向通讯中的应用进行研究。发现利用该协议可以实现“量子对话”的任务，通讯双方可以同时互相传递信息。对Ba An Nguyen提出的“量子对话协议”进行了进一步的研究，发现他们的协议在截取-发送窃听攻击下是不安全的，通讯内容被完全窃听而窃听没有发现。我们对Ba An Nguyen的协议作了改进，这样截取-发送窃听攻击就可以被发现，从而可以实现真正的量子对话。

论文目录:

内容摘要

Abstract

引言

参考文献

第一章量子信息的基本理论

1.1 量子力学的一些基本性质

1.2 经典信息论与量子信息论

1.3 量子安全通讯协议

参考文献

第二章与ping-pong协议相关的一些研究

2.1 ping-pong协议简介

2.2 改进"ping-pong"协议防止无窃听攻击

2.3 Wojcik对"ping-pong"协议的窃听

2.4 改进Wójcik对ping-pong协议的窃听方案

2.5 Wójcik窃听方案的再改进

参考文献

第三章基于纠缠交换与局域幺正操作的决定性直接安全通讯

3.1 两步量子直接通讯协议

3.2 基于纠缠交换与局域幺正操作的决定性直接安全通讯

3.3 小结

参考文献

第四章量子对话协议的再研究

4.1 量子双向通讯

4.2 量子对话协议

4.3 量子对话协议的再研究

4.4 小结

参考文献

结论

硕士期间发表和以完成的论文目录

致谢

发布时间: 2007-11-08

参考文献

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对若干量子安全通讯协议的研究与改进

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