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连续变量量子密钥分发中LDPC码的研究进展
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作者 努尔比耶太外库力 李明 +1 位作者 徐胜智 陈慧敏 《红外与激光工程》 北大核心 2025年第8期309-319,共11页
连续变量量子密钥分发(Continuous-Variable Quantum Key Distribution,CV-QKD)具有成本低、兼容性强等优势,是当前的研究热点。然而,低信噪比(Signal-to-Noise Ratio,SNR)环境下的数据协调效率问题仍是阻碍其大规模应用的主要挑战之一... 连续变量量子密钥分发(Continuous-Variable Quantum Key Distribution,CV-QKD)具有成本低、兼容性强等优势,是当前的研究热点。然而,低信噪比(Signal-to-Noise Ratio,SNR)环境下的数据协调效率问题仍是阻碍其大规模应用的主要挑战之一。低密度奇偶校验(Low-Density Parity-Check,LDPC)码作为一种先进的纠错码,在CV-QKD的数据后处理中显示出巨大潜力。LDPC码通过其稀疏的校验矩阵结构和迭代解码算法,能够有效地纠正传输过程中的错误,从而提高数据协调效率。综述了光纤和自由空间CV-QKD中LDPC码的最新研究进展,并提供了该领域的研究动态。基于当前研究进展,进一步指出未来突破的方向,这些突破将最终推动CV-QKD技术从实验室走向实际商用。 展开更多
关键词 量子通信 连续变量量子密钥分发 数据协调 度奇偶校验码
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自由空间连续变量量子密钥分发的信道透射率起伏特性仿真研究 被引量:1
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作者 吴治庚 李明 +1 位作者 姚正皓 王天一 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2024年第8期155-163,共9页
自由空间量子信道的透射率在连续变量量子密钥分发的安全性分析中扮演重要角色。自由空间中的大气湍流导致透射率随机起伏,从而影响连续变量量子密钥分发。现有研究的自由空间量子信道透射率数学模型缺乏大气湍流效应物理层面的综合考量... 自由空间量子信道的透射率在连续变量量子密钥分发的安全性分析中扮演重要角色。自由空间中的大气湍流导致透射率随机起伏,从而影响连续变量量子密钥分发。现有研究的自由空间量子信道透射率数学模型缺乏大气湍流效应物理层面的综合考量,因此在精确表征透射率方面存在局限性。文中从大气湍流的物理本质出发,采用分步传输结合相位屏平板方法对自由空间量子信道进行数值仿真研究,并将仿真结果与已有的数学模型进行了对比分析。对自由空间量子信道数值仿真执行10~5次,计算透射率并进行数理统计,得到自由空间量子信道透射率的概率密度,结果表明,采用改进Von Karman大气湍流谱模型能够精确实现真实的自由空间量子信道,而采用Kolmogorov大气湍流谱模型仿真计算得到的自由空间量子信道透射率被高估,最大误差达到5.28%;将数值仿真精确实现的透射率概率密度与已有的椭圆光束近似模型和光束漂移模型进行比较,发现这些模型均低估透射率,与真实的自由空间量子信道情况存在一定差异。研究结果能够精确表征自由空间量子信道透射率的随机起伏特性,可用于准确评估自由空间连续变量量子密钥分发的安全性。 展开更多
关键词 自由空间 连续变量量子密钥分发 透射率 随机起伏 大气湍流
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连续变量量子密钥分发数据协调加速运算的GPU实现 被引量:2
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作者 刘绍婷 王晓凯 郭大波 《通信学报》 EI CSCD 北大核心 2017年第11期171-177,共7页
针对当前连续变量量子密钥分发系统数据协调运算速度低等问题,用GPU实现了基于LDPC的SEC协议下数据协调算法的并行化加速运算,提出用静态双向十字链表的方法高效存储大规模稀疏校验矩阵,从而保证在不牺牲协调效率的前提下提高了译码速... 针对当前连续变量量子密钥分发系统数据协调运算速度低等问题,用GPU实现了基于LDPC的SEC协议下数据协调算法的并行化加速运算,提出用静态双向十字链表的方法高效存储大规模稀疏校验矩阵,从而保证在不牺牲协调效率的前提下提高了译码速率。仿真实验结果表明,在信道信噪比为4.9 d B以上、2×105个连续变量序列可靠协调以及协调效率为91.71%的情况下,基于Geforce GT 650 MB的GPU和2.5 GHz、8 GB内存的CPU硬件平台,译码速率可达16.4 kbit/s,相对于仅CPU平台,计算速度提高15倍以上。 展开更多
关键词 连续变量量子密钥分发 数据协调 度奇偶码 静态链表 GPU译码
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连续变量量子密钥分发技术研究进展 被引量:1
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作者 刘维琪 彭进业 +1 位作者 黄鹏 曾贵华 《信息安全研究》 2017年第1期44-52,共9页
随着科学与技术的发展,量子保密通信以其高安全性等特点受到社会各界的关注,其核心是量子密钥分发(quantum key distribution,QKD).它有2种实现方式:离散变量量子密钥分发(discrete-variable quantum key distribution,DV-QKD)和连续变... 随着科学与技术的发展,量子保密通信以其高安全性等特点受到社会各界的关注,其核心是量子密钥分发(quantum key distribution,QKD).它有2种实现方式:离散变量量子密钥分发(discrete-variable quantum key distribution,DV-QKD)和连续变量量子密钥分发(continuousvariable quantum key distribution,CV-QKD),其中连续变量量子密钥分发技术出现时间相对较晚,但凭借其先天优势,近十几年来得到了迅速的发展.针对连续变量量子密钥分发技术与运用研究有许多不同的协议并从安全性方面对其进行了论证.为了验证这些协议的可实现性,开展了大量的实验研究并取得了可喜的成果,极大地推进了连续变量量子密钥分发技术的发展.在理论和实验的基础上研制出了样机产品,并通过实地实验研究了连续变量量子密钥分发网络,推动了连续变量量子保密通信技术的实用化和产业化. 展开更多
关键词 连续变量量子密钥分发技术 理论 实验 应用 进展
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全光纤分离调制连续变量量子密钥分发 被引量:1
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作者 王旭阳 白增亮 +1 位作者 李永民 彭堃墀 《计算机工程与科学》 CSCD 北大核心 2011年第10期57-59,共3页
本文给出了基于全光纤的分离调制连续变量量子密钥分发系统。首先介绍了四态分离调制方案及基于该方案的实验原理图;然后对关键器件时域脉冲平衡零拍探测器进行了介绍,并给出了性能测试结果;最后阐述了光脉冲信号的数据结构、编码规则... 本文给出了基于全光纤的分离调制连续变量量子密钥分发系统。首先介绍了四态分离调制方案及基于该方案的实验原理图;然后对关键器件时域脉冲平衡零拍探测器进行了介绍,并给出了性能测试结果;最后阐述了光脉冲信号的数据结构、编码规则和裸码的获取。 展开更多
关键词 全光纤 分离调制 连续变量 量子分发
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连续变量量子密钥分发实际安全性研究进展
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作者 黄鹏 曾贵华 《信息网络安全》 CSCD 2017年第11期7-18,共12页
连续变量量子密钥分发(CVQKD)技术因其具有潜在高码率及与经典光通信良好融合性的特性,受到社会各界的广泛关注,近十几年来得到了迅速的发展。目前高斯调制CVQKD协议在理论上已经被证明具有无条件安全性。然而对于一个实际CVQKD系统,其... 连续变量量子密钥分发(CVQKD)技术因其具有潜在高码率及与经典光通信良好融合性的特性,受到社会各界的广泛关注,近十几年来得到了迅速的发展。目前高斯调制CVQKD协议在理论上已经被证明具有无条件安全性。然而对于一个实际CVQKD系统,其各个硬件及软件子系统、模块不可能具有理论上的完善性,这些非理想特性一方面会导致系统实际运行安全密钥率的降低,另外还可能引入具体的黑客攻击,导致系统不再安全运行。文章分别从系统非理想特性对实际运行安全性的影响以及引入的具体攻击策略两个方面介绍了目前国内外针对CVQKD系统实际安全性的研究进展情况,并对该研究方向提出了展望。 展开更多
关键词 连续变量 量子分发 实际安全性
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基于极化码的连续变量量子密钥分发多维逆向协商协议 被引量:1
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作者 周文婷 王鑫 +2 位作者 卞宇翔 乔涵 冯宝 《量子电子学报》 CAS CSCD 北大核心 2021年第4期460-467,共8页
连续变量量子密钥分发(CV-QKD)协议的一个重要组成部分是数据协商。在连续变量量子密钥分发的多维协商协议中引入了极化码,提出了两种不同的基于极化码的多维协商协议。该协议包含多维协商和极化码纠错两个组成模块。利用多维协商模块... 连续变量量子密钥分发(CV-QKD)协议的一个重要组成部分是数据协商。在连续变量量子密钥分发的多维协商协议中引入了极化码,提出了两种不同的基于极化码的多维协商协议。该协议包含多维协商和极化码纠错两个组成模块。利用多维协商模块可将原始长密钥分为多个d维向量组,每组向量经过归一化、球面化和旋转处理变为二进制密钥串。而利用极化码纠错模块,通信双方可共同分享冻结位置信息和冻结比特值,实现基于极化码的逆向数据协商。该协议的可行性通过数值仿真得到了证明,与现有的极化码逆向协商协议相比,该协议可以在纠错成功率保持不变的条件下获得更高的协商效率。 展开更多
关键词 量子通信 量子分发 连续变量 多维协商 极化码 逆向协商 协商效率
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连续变量量子密钥分发系统调制方差全局优化方法研究 被引量:1
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作者 马荔 李扬 +3 位作者 杨杰 黄伟 罗钰杰 徐兵杰 《密码学报》 CSCD 2021年第4期640-649,共10页
连续变量量子密钥分发技术具有与传统光通信网络兼容性好、安全码率高等优点.调制方差是连续变量量子密钥分发协议的关键参数,其优化选取将直接影响系统安全码率和传输距离.本文针对确定的数据协商和纠错译码算法,量化分析了实际连续变... 连续变量量子密钥分发技术具有与传统光通信网络兼容性好、安全码率高等优点.调制方差是连续变量量子密钥分发协议的关键参数,其优化选取将直接影响系统安全码率和传输距离.本文针对确定的数据协商和纠错译码算法,量化分析了实际连续变量量子密钥分发系统中调制方差对误帧率、协调效率等参数的影响,以此为基础给出了一种连续变量量子密钥分发协议调制方差全局优化方法,以达到安全码率最大化效果.相较于已知常用方法,本优化方法在典型连续变量量子密钥分发系统参数下,仅通过调制方差参数优化即可显著提升安全码率,而无需做复杂硬件优化,可行性好且效果佳.此外,该方法适用于各类连续变量量子密钥分发协议,包括高斯调制、离散调制协议等,也适用于有限码长和无限码长情形,可扩展性好. 展开更多
关键词 连续变量 量子分发 调制方差 安全码率 全局参数优化
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基于后选择的连续变量量子密钥分发协议
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作者 于浩 冯宝 +2 位作者 潘子春 卓文合 李振伟 《中国电力》 CSCD 北大核心 2019年第7期6-10,共5页
连续变量量子密钥分发(CVQKD)是利用连续变化的物理量承载密钥的量子密钥分发协议,与电力系统普遍采用的离散变量量子密钥分发协议相比,其具有设备简单、探测效率高、兼容性好等优点,成为量子密钥分发的研究热点。然而,量子态在量子信... 连续变量量子密钥分发(CVQKD)是利用连续变化的物理量承载密钥的量子密钥分发协议,与电力系统普遍采用的离散变量量子密钥分发协议相比,其具有设备简单、探测效率高、兼容性好等优点,成为量子密钥分发的研究热点。然而,量子态在量子信道中的传输衰减严重限制CVQKD传输距离。提出了一种基于后选择方法的CVQKD协议,且不需要额外的单光子源。研究结果表明,该后选择方法中测量值越大的物理量被保留下的概率越高。该方法可以简化并降低连续量子密钥分发协议实现的成本,为探索出电力网络的量子保密通信方案提供研究思路。 展开更多
关键词 连续变量 量子分发协议 无噪线性放大器 权函数 量子通信
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量子密钥分发系统中高面形相位调控反射元件的研制
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作者 潘永刚 王由德 +4 位作者 付秀华 林兆文 杜昕 谢海峰 石澎 《光子学报》 北大核心 2025年第3期253-263,共11页
根据量子密钥分发系统使用要求,采用Ta_(2)O_(5)和SiO_(2)两种材料研制了高面形相位调控反射元件。基于等效层原理结合Essential Macleod软件优化获得膜层厚度敏感度较低的相位调控反射膜系。采用电子束离子辅助沉积方法,通过应力补偿... 根据量子密钥分发系统使用要求,采用Ta_(2)O_(5)和SiO_(2)两种材料研制了高面形相位调控反射元件。基于等效层原理结合Essential Macleod软件优化获得膜层厚度敏感度较低的相位调控反射膜系。采用电子束离子辅助沉积方法,通过应力补偿校正了反射元件的面形。测试结果表明,该反射元件在45°入射时,632.8 nm±5 nm波段反射率为87.92%;1540 nm波段p光反射率为99.73%、s光反射率为99.80%、相位差为0.16°;1563 nm波段p光反射率为99.74%、s光反射率为99.78%、相位差为0.88°,反射面形均方根值(Root Mean Square,RMS)为0.00494λ(λ=632.8 nm),并通过了水溶性、附着力、温度冲击、湿热等试验,满足量子密钥分发系统的使用要求。 展开更多
关键词 薄膜 反射元件 相位差 面形调控 量子分发
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模式匹配量子密钥分发中的后脉冲效应(特邀)
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作者 李振华 韩雁鑫 +4 位作者 窦天琦 颜旭 华昕 肖希 唐建军 《光通信研究》 北大核心 2025年第3期12-18,共7页
【目的】模式匹配(MP)-量子密钥分发(QKD)因其突破了无中继量子信道码率-距离限制,并且无需相位锁定,受到广泛关注。然而,随着QKD系统频率的提升,探测器的后脉冲效应逐渐显现,并对系统的安全性和鲁棒性产生了不利影响。【方法】文章提... 【目的】模式匹配(MP)-量子密钥分发(QKD)因其突破了无中继量子信道码率-距离限制,并且无需相位锁定,受到广泛关注。然而,随着QKD系统频率的提升,探测器的后脉冲效应逐渐显现,并对系统的安全性和鲁棒性产生了不利影响。【方法】文章提出了一种基于MP-QKD的后脉冲改进方案,并且通过优化系统参数减少了后脉冲效应对安全密钥率的影响。【结果】研究结果表明,在后脉冲概率高达10%的情况下,文章所提方案也能保证在长距离下系统的安全密钥率仍能保持与无后脉冲情况下的基准曲线相当,表明此方案具有较强的鲁棒性。【结论】文章所提MP-QKD改进方案能够有效抑制后脉冲效应的影响,提升系统在高频率和长距离通信中的稳定性和安全性。未来,随着QKD技术的普及和高频系统的广泛应用,提升MP-QKD在更加复杂的通信场景中的表现,将有效促进量子通信网络的规模化部署和商业化应用。 展开更多
关键词 模式匹配 量子分发 后脉冲效应 参数优化
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基于扩展量子密钥分发的多实体联合身份认证研究
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作者 杨坡 《现代电子技术》 北大核心 2025年第18期34-38,共5页
为防止量子密钥分发中,由于实体遭受攻击导致密钥泄露,提出一种基于扩展量子密钥分发的多实体联合身份认证方法。首先对量子密钥分发的过程进行分析,确定量子密钥分发模型;其次为保证量子密钥的随机性,使用插值法对量子密钥库进行扩展,... 为防止量子密钥分发中,由于实体遭受攻击导致密钥泄露,提出一种基于扩展量子密钥分发的多实体联合身份认证方法。首先对量子密钥分发的过程进行分析,确定量子密钥分发模型;其次为保证量子密钥的随机性,使用插值法对量子密钥库进行扩展,增大量子密钥库;最后进行扩展量子密钥的多实体分发。在量子密钥进行多实体分发过程中,利用量子Bell态的4种形态进行用户的身份认证以及密钥生成。实验结果表明:所提方法采用的量子密钥分发协议对量子的利用率达到了95%;与扩展前相比,扩张后的量子密钥库随机性有了明显提升。量子密钥分发过程的攻击实验结果也表明,该方法能够完全识别实体身份,并拒绝向攻击者分发量子密钥。 展开更多
关键词 量子通信 量子分发 身份认证 插值法 量子 分发模型 BELL态
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量子密钥分发与经典通信融合共纤传输研究
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作者 陈乐贤 周慧 付玉笛 《光通信研究》 北大核心 2025年第3期33-39,共7页
【目的】开发量子与通信融合设备,实现单模光纤网络中的量子信号与经典信号共纤传输,可有效推动量子密钥分发(QKD)技术的应用推广。【方法】文章通过对共纤传输的需求和关键技术进行分析,提出了一种在C波段密集波分复用(DWDM)系统中连... 【目的】开发量子与通信融合设备,实现单模光纤网络中的量子信号与经典信号共纤传输,可有效推动量子密钥分发(QKD)技术的应用推广。【方法】文章通过对共纤传输的需求和关键技术进行分析,提出了一种在C波段密集波分复用(DWDM)系统中连续变量(CV)QKD信号与经典信号共纤传输的方法,并首次将QKD系统集成到光通信传输设备之中。【结果】实验测试结果证明,在C波段内CV-QKD可以与C96波段经典信道共存,在67 km链路20.5 dB衰减情况下,可获得0.42 kbit/s的密钥速率。【结论】文章所提方案在量子密钥成码率(SKR)、稳定性和共纤兼容性等方面具有较好性能。文章进一步对量子网络应用方案进行了分析展望,为构建一体化量子安全通信网络提供了技术支持。 展开更多
关键词 量子分发 连续变量 共纤传输 集波分复用 量子网络
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基于量子密钥分发的安全浏览器设计与实现
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作者 许敏 周鹏 +4 位作者 戚伟强 杨帆 王红艳 吴辉 蒋学芹 《东华大学学报(自然科学版)》 北大核心 2025年第1期155-161,共7页
商业浏览器主要依赖基于数学复杂度的公钥密码体系对数据进行传输加密,而具备强大计算能力量子计算机的发展给主流公钥密码体系带来了极大的安全冲击。为应对浏览器中敏感数据访问的潜在安全性问题,提出一种基于量子密钥分发(QKD)技术... 商业浏览器主要依赖基于数学复杂度的公钥密码体系对数据进行传输加密,而具备强大计算能力量子计算机的发展给主流公钥密码体系带来了极大的安全冲击。为应对浏览器中敏感数据访问的潜在安全性问题,提出一种基于量子密钥分发(QKD)技术的安全浏览器实现方法,以保障浏览器访问敏感数据的高安全性。同时,设计浏览器数据量子安全传输方案,提出基于量子密钥的安全套接层(SSL)新型协议,以及浏览器的数据模块量子安全加密方案,并在国网浙江省电力有限公司信息通信分公司进行实地验证。提出的量子安全浏览器加密方案有效提升了浏览器数据通信以及存储数据过程的安全性,可为浏览器系统中敏感数据的访问提供强有力的安全保障。 展开更多
关键词 量子分发 浏览器 SSL协议 对称量子加解算法
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基于硅基光子学的量子密钥分发研究进展(特邀)
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作者 张鹤千 华昕 +5 位作者 王子骥 韩雁鑫 颜旭 陈代高 肖希 韦克金 《光通信研究》 北大核心 2025年第3期1-11,共11页
量子密钥分发(QKD)作为基于量子力学原理的安全通信技术,其系统集成化是实现实用化的关键。集成光量子技术凭借其稳定、紧凑的器件制造优势以及高效操控光量子态的生成、传输与探测的能力,为QKD系统的大规模部署和商用化推广提供了突破... 量子密钥分发(QKD)作为基于量子力学原理的安全通信技术,其系统集成化是实现实用化的关键。集成光量子技术凭借其稳定、紧凑的器件制造优势以及高效操控光量子态的生成、传输与探测的能力,为QKD系统的大规模部署和商用化推广提供了突破性解决方案。当前多种集成平台各具特色,其中硅基光子学凭借其互补金属氧化物半导体(CMOS)工艺兼容性、高集成度等显著优势,已成为推动QKD系统芯片化发展的主要方向之一。文章重点关注硅基光子学平台,梳理了QKD系统演示方案的最新研究进展。 展开更多
关键词 量子分发 集成光量子技术 硅基光子学
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基于黑盒的量子密钥分发网络测评方法研究
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作者 戴桦 孙歆 +4 位作者 毛易宁 李一璇 吕玉祥 王红艳 郁小松 《光通信研究》 北大核心 2025年第3期40-45,共6页
【目的】量子密钥分发网络(QKDN)是量子密钥分发(QKD)的规模化建设,通常部署于光纤通信基础设施网络。基于量子物理学原理,QKDN中的密钥分发过程被视为理论上的绝对安全,任何未授权的干扰或测量都会破坏量子态从而被立即检测到,确保了... 【目的】量子密钥分发网络(QKDN)是量子密钥分发(QKD)的规模化建设,通常部署于光纤通信基础设施网络。基于量子物理学原理,QKDN中的密钥分发过程被视为理论上的绝对安全,任何未授权的干扰或测量都会破坏量子态从而被立即检测到,确保了通信的安全性和完整性。然而,由于量子态存储技术尚未成熟,由点到点QKD扩展至多点到多点QKDN需要借助经典技术实现,新的安全威胁也随之而来。拒绝服务(DoS)攻击是经典网络中的一种常见攻击形式,被攻击者广泛利用,QKDN的应用层同样面临安全挑战。【方法】文章提出了一种自适应范围阈值(ART)检测方法来检测DoS攻击,通过网络流量模式的异常波动自动调整阈值,从而灵活识别和响应DoS攻击。【结果】仿真结果表明,基于ART的DoS攻击检测方法使检测成功率(DSR)达到80%以上。另外,从延迟时间和请求成功率两个角度衡量了QKDN的网络安全性。【结论】文章通过设置动态阈值识别网络潜在的安全威胁,并从多维度对网络安全性做出评估,为QKDN实际运行提供了一种有效的安全测评方法,也为未来制定量子信息网络安全防御策略奠定了基础。 展开更多
关键词 光纤通信 量子分发 拒绝服务攻击 黑盒测试方法 安全评估
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混合连续—离散变量量子密钥分发 被引量:6
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作者 靳安然 李鹤 《光通信研究》 2023年第3期24-31,共8页
作为量子密码学的主要应用之一,量子密钥分发(QKD)是一种密钥的安全传输方式。相比于传统的通信方式,基于量子力学基本原理的QKD协议在理论上具备无条件安全性。一般来说,QKD过程中量子态的制备和传输需要对光子进行编码、传输和测量。... 作为量子密码学的主要应用之一,量子密钥分发(QKD)是一种密钥的安全传输方式。相比于传统的通信方式,基于量子力学基本原理的QKD协议在理论上具备无条件安全性。一般来说,QKD过程中量子态的制备和传输需要对光子进行编码、传输和测量。近年来,QKD在理论与工程应用方面取得了极大的发展,也推动了国内外QKD网络的部署。文章对近期混合连续—离散变量QKD的几项工作进行了重点讨论,结合离散变量QKD的编码方式以及连续变量QKD的探测方式对实际搭建QKD信道的优缺点进行了分析,并进一步梳理与总结了现阶段混合连续—离散变量QKD的研究重点和难点。 展开更多
关键词 量子分发 光通信系统 安全性证明 后处理
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诱骗态环回差分正交相移量子密钥分发协议
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作者 林旭斌 黄昱 +4 位作者 朱顺 胡飞飞 张思拓 吴彤浩 刘云 《中国测试》 CAS 北大核心 2024年第12期60-64,共5页
环回差分相移协议是一类特殊的高维相位编码的量子密钥分发协议,具有免参数监控和高误码容忍的两项独特优势。环回差分正交相移协议是该协议的一种改进协议,采用四种相位的编码方案代替原本的两相位编码方案,能够实现更好的协议性能。... 环回差分相移协议是一类特殊的高维相位编码的量子密钥分发协议,具有免参数监控和高误码容忍的两项独特优势。环回差分正交相移协议是该协议的一种改进协议,采用四种相位的编码方案代替原本的两相位编码方案,能够实现更好的协议性能。虽然环回差分相移类协议可以免参数监控运行,但是当采用参数监控方案时可以实现更高的性能表现。该文提出一种环回差分正交相移协议的诱骗态方案,通过监控不同强度脉冲串的计数率给出更加紧致的密钥率公式。根据的仿真结果,诱骗态的环回差分正交相移协议相比不使用诱骗态的协议具有明显的性能优势。 展开更多
关键词 环回差分正交相移协议 环回差分相移协议 量子分发 诱骗态
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基于时间仓复用的高维量子密钥分发及应用 被引量:2
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作者 杨宇光 刘冰心 +1 位作者 徐光宝 姜东焕 《信息网络安全》 CSCD 北大核心 2024年第6期879-892,共14页
与二维量子密钥分发相比,高维量子密钥分发(High-Dimensional Quantum Key Distribution,HD-QKD)能够提供更高的密钥率并且可以容忍更多的噪声。然而,在量子通信中,对高维量子系统的操作限制了其实用性。文章基于时间仓复用提出了一种HD... 与二维量子密钥分发相比,高维量子密钥分发(High-Dimensional Quantum Key Distribution,HD-QKD)能够提供更高的密钥率并且可以容忍更多的噪声。然而,在量子通信中,对高维量子系统的操作限制了其实用性。文章基于时间仓复用提出了一种HD-QKD协议。首先,使用高维编码的单光子在通信双方的多对二维量子存储器(Quantum Memory,QM)之间创建可预报的并行纠缠;然后,通过对多对QM进行贝尔态测量,两个通信方可以检测窃听并获取密钥,无需额外的测量来检验安全性,这使得HD-QKD协议在成本和效率上都具有优势。此外,文章获得了实现最优密钥容量的条件,并讨论了HD-QKD协议的两个重要的密码学应用,即确定性安全的量子通信和量子保密查询。与现有方法相比,两者在效率上都有显著提高。综上所述,时间仓复用方法在解决密码学问题中具有强大能力。 展开更多
关键词 量子分发 时间仓复用 高维编码
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免相位后选择双场量子密钥分发协议光源错误分析
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作者 陆文皓 吴梓涵 +2 位作者 马均瑶 余杨 赵生妹 《量子电子学报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第6期891-900,共10页
免相位后选择双场量子密钥分发(NPP TF-QKD)协议是双场量子密钥分发(TF-QKD)协议的变种,它继承了TF-QKD在无寄存器情形下超越点到点传输距离极限的优势,同时还简化了协议中安全性的证明,已被实验证实具有较强的实用可行性。然而,该协议... 免相位后选择双场量子密钥分发(NPP TF-QKD)协议是双场量子密钥分发(TF-QKD)协议的变种,它继承了TF-QKD在无寄存器情形下超越点到点传输距离极限的优势,同时还简化了协议中安全性的证明,已被实验证实具有较强的实用可行性。然而,该协议中假设光源是精准可控的,但是由于设备的缺陷、环境中存在噪声等原因,这种假设在实际应用中是不成立的。本文在信道非对称的基础上分析了光源强度波动引起的光源错误对NPP TFQKD协议性能的影响,仿真结果显示,光源错误会使协议的安全密钥率降低,并使传输距离缩短。 展开更多
关键词 量子光学 量子分发 光源错误 光源强度波动 光子数分布
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