四强度诱骗态相位匹配量子密钥分发协议 被引量：1

1

作者 王晟 方晓明 +4 位作者 林昱 张天兵 冯宝 余杨 王乐 《量子电子学报》 CAS CSCD 北大核心 2023年第4期541-545,共5页

量子密钥分发(QKD)具有信息论上的无条件安全性,而相位匹配量子密钥分发(PM-QKD)是双场量子密钥分发协议(TF-QKD)的一个变体,其最近被提出用来克服没有量子中继器的点对点协议中存在的速率-距离限制。鉴于实践中不存在无限强度的诱骗态... 量子密钥分发(QKD)具有信息论上的无条件安全性,而相位匹配量子密钥分发(PM-QKD)是双场量子密钥分发协议(TF-QKD)的一个变体,其最近被提出用来克服没有量子中继器的点对点协议中存在的速率-距离限制。鉴于实践中不存在无限强度的诱骗态,提出了一种具有实用价值的四强度诱骗态相位匹配量子密钥分发协议,即四强度诱骗态相位匹配量子密钥分发协议。给出了该协议的安全密钥速率公式,并通过数值仿真分析了该协议的性能,证明了该协议的有效性。 展开更多

关键词 量子光学 量子密钥分发 相位匹配量子密钥分发 诱骗态 密钥率

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基于诱骗态的BB84协议量子秘密共享方案 被引量：9

2

作者 于浩 贾玮 +2 位作者 昝继业 卞宇翔 刘金锁 《量子电子学报》 CAS CSCD 北大核心 2019年第3期348-353,共6页

量子密码是量子理论和密钥学相结合的产物,是量子保密通信的重要组成部分。量子秘密共享(Quantum secret sharing,QSS)是量子密码的核心内容之一,它可以在不完全信任的通信双方间传递密钥,引起了国内外研究人员的高度关注。提出了一种... 量子密码是量子理论和密钥学相结合的产物,是量子保密通信的重要组成部分。量子秘密共享(Quantum secret sharing,QSS)是量子密码的核心内容之一,它可以在不完全信任的通信双方间传递密钥,引起了国内外研究人员的高度关注。提出了一种基于诱骗态的BB84协议的量子秘密共享方案。Alice先产生一系列的弱相干脉冲串,并对该脉冲串进行偏振调制,然后通过分束器分成两束,再分别对这两束脉冲通过诱骗态调制器进行强度调制后,分别发送给Bob和Charlie;Bob和Charlie分别对发送过的脉冲进行测量并公布结果,随后三方通过经典信道进行对基,通过协商和私密放大获得最终的安全的密钥.方案减少了量子比特产生器和测量器的数量,降低了量子通信的费用,为量子秘密共享实用化提供了一种可参考的方法。 展开更多

关键词 量子光学 量子秘密共享 诱骗态 BB84协议

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基于量子隐形传态和MDI协议的量子网络 被引量：5

3

作者 于浩 张影 +2 位作者 卓文合 完颜绍澎 刘金锁 《量子电子学报》 CAS CSCD 北大核心 2019年第4期450-455,共6页

量子密钥分发利用量子力学特性来保证通信安全,它使通信的双方能够产生并分享一个随机的、安全的密钥,用于对传输数据进行加解密。测量设备无关量子密钥分发(MDI-QKD)是量子密钥分发(QKD)的重要组成部分,能够解决QKD协议中因为测量设备... 量子密钥分发利用量子力学特性来保证通信安全,它使通信的双方能够产生并分享一个随机的、安全的密钥,用于对传输数据进行加解密。测量设备无关量子密钥分发(MDI-QKD)是量子密钥分发(QKD)的重要组成部分,能够解决QKD协议中因为测量设备引起的安全漏洞,在保证协议安全性的同时延长通信距离。分析了量子网络中量子隐形传态原理,针对MDI-QKD协议的特殊性,提出将量子隐形传态应用到MDI-QKD协议中。该协议将Alice制备的量子态在量子网络中通过隐形传态的方式传送给David,然后David与通信的另一方Bob一起运行MDI-QKD协议。阐述了基于量子隐形传态的MDI-QKD协议的实现流程,并引入了量子态的保真度参数,对MDI-QKD协议的密钥率进行了分析。仿真实验表明量子隐形传态对MDI-QKD协议的增益效果十分明显,可以大幅度延长密钥的安全传输距离,保证了安全协议对测量设备的不依赖性,有效避免了QKD系统中测量器端的所有攻击。 展开更多

关键词 量子信息 量子密钥分发 量子隐形传态 测量设备无关量子密钥分发 密钥率

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减轻光源抖动对量子密钥分发性能影响的方法 被引量：4

4

作者 沙倚天 冯宝 +1 位作者 贾玮 李维 《量子电子学报》 CAS CSCD 北大核心 2020年第1期57-62,共6页

在实际的量子密钥分发(QKD)系统中,光源参数会随着时间、环境的变化而抖动,导致QKD的成码率等性能下降.提岀一种减轻光源抖动对QKD性能影响的方法.该方法用标记相干态光源代替广泛使用的弱相干态光源,可以有效地提高QKD在光源抖动下的... 在实际的量子密钥分发(QKD)系统中,光源参数会随着时间、环境的变化而抖动,导致QKD的成码率等性能下降.提岀一种减轻光源抖动对QKD性能影响的方法.该方法用标记相干态光源代替广泛使用的弱相干态光源,可以有效地提高QKD在光源抖动下的安全密钥生成率,克服光源抖动对QKD性能的影响,并增大传输距离.通过理论分析和数值仿真验证了所提出方法的可行性,该方法为QKD的实际应用提供了一种思路. 展开更多

关键词 量子光学 量子密钥分发 标记相干态 光源抖动 安全密钥

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基于无线通道的电力量子密钥分发系统 被引量：7

5

作者 吴佳伟 卞宇翔 +1 位作者 张庆 冯宝 《电信科学》 2020年第2期68-75,共8页

针对传统基于光纤通道的密钥分发方式受限于光纤资源和建设成本,难以满足接入侧海量电力业务终端,特别是移动终端的安全提升需求。为此,提出了一种适用于电力系统海量业务终端的基于无线信道的量子密钥分发系统。基于电力系统海量业务... 针对传统基于光纤通道的密钥分发方式受限于光纤资源和建设成本,难以满足接入侧海量电力业务终端,特别是移动终端的安全提升需求。为此,提出了一种适用于电力系统海量业务终端的基于无线信道的量子密钥分发系统。基于电力系统海量业务终端无线接入需求,给出了基于无线信道的电力量子密钥分发系统总体设计,从量子安全服务控制平台、量子密钥存储管理平台、海量电力业务终端平台3个方面详细分析了基于无线信道的电力量子密钥分发系统的功能模块及执行流程。在此基础上,结合用电信息采集、移动办公等典型电力业务,全面分析了基于无线信道的量子密钥分发系统应用于海量电力业务终端场景的优势和前景。 展开更多

关键词 量子保密通信 无线信道 量子密钥分发 海量业务终端

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基于光源检测的相位匹配量子密钥分发协议

6

作者 胡倩倩 冯宝 +4 位作者 闫龙川 赵晓红 陈智雨 李文婷 李威 《量子电子学报》 CAS CSCD 北大核心 2023年第5期712-718,共7页

量子密钥分发(QKD)在信道中容易丢失信息载体,因此有限的通信距离和密钥生成速率是其应用的主要瓶颈。一般而言,密钥速率受信道传输速率的限制,而相位匹配量子密钥分发(PM-QKD)协议的提出克服了线性密钥速率的约束,即安全密钥速率与传... 量子密钥分发(QKD)在信道中容易丢失信息载体,因此有限的通信距离和密钥生成速率是其应用的主要瓶颈。一般而言,密钥速率受信道传输速率的限制,而相位匹配量子密钥分发(PM-QKD)协议的提出克服了线性密钥速率的约束,即安全密钥速率与传输速率的平方根成正比。虽然PM-QKD协议可以保证探测器的安全性,但光源方面仍存在一些缺陷。在PM-QKD协议中,一般假设光源为理想相干态,而这与实际的QKD系统不完全相符,从而造成一些安全问题。本研究讨论了光子数分布未知条件下的PM-QKD协议,证明了光子数分布未知条件下的安全性分析仍然是合理的,也表明基于光源检测的PM-QKD协议产生的密钥率与理想光源下的密钥率基本一致。 展开更多

关键词 量子信息 量子密钥分发 相位匹配 光源监测 光源涨落 光子数分布

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面向电力场景的量子保密通信纠缠退化理论模型 被引量：2

7

作者 李维 陈璐 +3 位作者 刘少君 冯宝 赵新建 严东 《中国电力》 CSCD 北大核心 2019年第7期1-5,16,共6页

基于纠缠态作为信息载体的量子保密通信技术中,纠缠是其中的核心资源。如何保证通信中双光子态的纠缠度是量子保密通信的主要问题之一。研究了基于单模光纤的量子保密通信过程中的环境噪声,特别是电力架空光缆所处恶劣环境引入的噪声,... 基于纠缠态作为信息载体的量子保密通信技术中,纠缠是其中的核心资源。如何保证通信中双光子态的纠缠度是量子保密通信的主要问题之一。研究了基于单模光纤的量子保密通信过程中的环境噪声,特别是电力架空光缆所处恶劣环境引入的噪声,可能导致量子纠缠退化的模型。分别从折射率的各向异性和吸收系数的各向异性讨论了环境噪声引起的量子纠缠横向退相干和纵向退相干效应。研究结果将对基于纠缠技术的量子保密通信在电力系统及其他恶劣电磁环境中的应用提供一定的参考。 展开更多

关键词 电力场景 环境干扰 量子保密通信 纠缠态 纠缠退化 信息物理系统

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基于量子随机数发生器的量子密钥分发系统 被引量：3

8

作者 胡倩倩 冯宝 李冬 《计算机应用与软件》 北大核心 2023年第4期324-328,共5页

量子随机数发生器能够产生不可预测的真随机数,可以解决随机数安全问题。在F-M系统的基础上,结合基于光子到达时间的量子随机数发生器实现方案,设计一种基于量子随机数发生器的量子密钥分发系统。该系统相比于F-M系统具有更高的随机数... 量子随机数发生器能够产生不可预测的真随机数,可以解决随机数安全问题。在F-M系统的基础上,结合基于光子到达时间的量子随机数发生器实现方案,设计一种基于量子随机数发生器的量子密钥分发系统。该系统相比于F-M系统具有更高的随机数安全性,能够进一步提高智能电网中测控信息的安全性。 展开更多

关键词 智能电网 信息安全 量子通信 量子密钥分发 量子随机数发生器

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不含三光子脉冲的环回差分相位量子密钥分发 被引量：2

9

作者 姜红红 冯宝 +2 位作者 陆忞 卞宇翔 高莉莎 《量子电子学报》 CAS CSCD 北大核心 2020年第2期172-178,共7页

提出一种不含有三光子脉冲的环回差分相位量子密钥分发(QKD)协议。该协议可以在不需要监控信号干扰的情况下产生安全密钥,从而有效地降低实现的复杂度。此外,还提出了仅使用两种强度的诱骗态去估计安全密钥生成率。实验结果表明该协议... 提出一种不含有三光子脉冲的环回差分相位量子密钥分发(QKD)协议。该协议可以在不需要监控信号干扰的情况下产生安全密钥,从而有效地降低实现的复杂度。此外,还提出了仅使用两种强度的诱骗态去估计安全密钥生成率。实验结果表明该协议可以极大地提高安全密钥率,并增大传输距离。而且,仅使用两种强度的诱骗态就可以获得接近使用无穷个诱骗态的性能,有效地减少了诱骗态资源的消耗。 展开更多

关键词 量子光学 量子密钥分发 诱骗态 安全密钥

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一种基于[7,1]CSS纠错码的量子密钥分配协议 被引量：2

10

作者 孙添资 刘世民 +2 位作者 肖海龙 张影 冯宝 《计算机应用与软件》 北大核心 2021年第3期309-313,共5页

量子密钥分配协议具有可证明的绝对安全性,但是由于量子信道噪声的作用,量子比特在传输过程中容易产生错误,从而降低量子密钥分配的效率。对此,根据量子纠错理论,利用Hamming码构造一种[7,1]CSS纠错码,并结合BB84协议,提出一种改进的量... 量子密钥分配协议具有可证明的绝对安全性,但是由于量子信道噪声的作用,量子比特在传输过程中容易产生错误,从而降低量子密钥分配的效率。对此,根据量子纠错理论,利用Hamming码构造一种[7,1]CSS纠错码,并结合BB84协议,提出一种改进的量子密钥分配协议。通过理论分析与数值计算,对比改进协议与BB84协议在含噪声量子信道中的传输错误率,结果表明改进的量子密钥分配协议相比于BB84协议提高了对信道噪声的抵抗能力。 展开更多

关键词 信息安全 量子密码 量子密钥分配 量子纠错码

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基于压缩光源的无需监控信号干扰的量子密钥分发 被引量：2

11

作者 钱欣 卞宇翔 +1 位作者 刘少君 冯宝 《光通信技术》 北大核心 2020年第2期59-62,共4页

量子密钥分发可以为通信双方提供无条件安全的密钥。提出使用压缩光源的无需监控信号干扰的量子密钥分发协议。该协议通过在接收端对量子信号进行循环移位并测量任意2个量子信号的相位差来实现量子密钥分发,不仅可以产生安全密钥,而且... 量子密钥分发可以为通信双方提供无条件安全的密钥。提出使用压缩光源的无需监控信号干扰的量子密钥分发协议。该协议通过在接收端对量子信号进行循环移位并测量任意2个量子信号的相位差来实现量子密钥分发,不仅可以产生安全密钥,而且不需要监控信号干扰,降低实现的复杂度。此外,仅使用2种强度的诱骗态去估计安全密钥生成率。实验结果表明:所提出的协议可以极大地提高安全密钥率,并增大传输距离。此外,仅使用2种强度的诱骗态也可以获得接近使用无穷个诱骗态的结果。 展开更多

关键词 量子光学 量子密钥分发 压缩光源 诱骗态 安全密钥

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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

12

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 量子密钥分发 连续变量 多维协商 极化码 逆向协商 协商效率

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基于后选择的连续变量量子密钥分发协议

13

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 量子密钥分发协议 无噪线性放大器 权函数 量子通信

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一种基于树型网络的可验证多方量子密钥分配协议

14

作者 沙倚天 李天一 +1 位作者 贾玮 姚铭艺 《计算机应用与软件》 北大核心 2019年第8期320-324,333,共6页

借助可信中心的协助,引入用户身份验证和密钥验证机制,提出一种适用于电力通信系统的树型网络可验证多方量子密钥分配协议。利用带密钥的单向hash函数技术同时对每个用户进行身份验证和密钥验证,保证两者可以在同一个步骤中完成。发送... 借助可信中心的协助,引入用户身份验证和密钥验证机制,提出一种适用于电力通信系统的树型网络可验证多方量子密钥分配协议。利用带密钥的单向hash函数技术同时对每个用户进行身份验证和密钥验证,保证两者可以在同一个步骤中完成。发送者和接收者之间无需进行公开讨论,节省了资源,降低了成本。和其他利用纠缠资源的协议相比,该协议采用单光子作为量子信息载体,且单光子不需要存储,在技术上更容易实现。通过对该协议进行安全性分析,表明该协议在理论上是安全的。 展开更多

关键词 多方量子密钥分配 树型网路 身份验证 密钥验证

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基于级联Polar码和多级译码方法的连续变量QKD数据协商协议 被引量：2

15

作者 周晓东 王晟 +3 位作者 张天兵 胡宗富 冯宝 肖红 《量子电子学报》 CAS CSCD 北大核心 2022年第3期411-417,共7页

数据协商是量子密钥分发(QKD)协议的重要步骤之一,其协商效率直接影响着QKD的密钥率。为此,提出一种基于级联Polar码和多级译码方法的连续变量QKD数据协商协议,该协议在多级编码调制系统的基础上,利用纠错性能更好的级联Polar码作为分... 数据协商是量子密钥分发(QKD)协议的重要步骤之一,其协商效率直接影响着QKD的密钥率。为此,提出一种基于级联Polar码和多级译码方法的连续变量QKD数据协商协议,该协议在多级编码调制系统的基础上,利用纠错性能更好的级联Polar码作为分量码应用到多级译码中。仿真分析了该协议的性能,结果表明所提出协议的协商效率极大提高,同时密钥的比特错误率也极大地降低,当信噪比等于0.5 dB时该协议的误比特率小于10^(-3)。研究结果对连续变量QKD的应用具有重要价值。 展开更多

关键词 量子光学 量子密钥分发 数据协商 级联Polar码 多级译码

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E91-QKD-中集体攻击上限的研究

16

作者 贾玮 张强强 +1 位作者 卞宇翔 李威 《量子电子学报》 CAS CSCD 北大核心 2023年第3期407-414,共8页

安全性分析是实用化量子密钥分发(QKD)协议中不可或缺的一部分,它不仅可以用来表征外界的窃听能力,还可以为系统的密钥率提供安全的范围。量子通道攻击能力的表征是QKD安全性分析的主要内容,其中集体攻击被认为是最强大的量子通道攻击... 安全性分析是实用化量子密钥分发(QKD)协议中不可或缺的一部分,它不仅可以用来表征外界的窃听能力,还可以为系统的密钥率提供安全的范围。量子通道攻击能力的表征是QKD安全性分析的主要内容,其中集体攻击被认为是最强大的量子通道攻击之一。构造了由两体耦合作用和正定算子测度(POVM)构成的广义的集体攻击操作,给出了E91-QKD相对于集体攻击的安全性分析。仿真结果显示,在集体攻击下窃听者与通信方之间的互信息要小于基于纠缠纯化协议所提供的界限,因此系统的密钥率和对误比特率的容忍度有了显著的提升。所提出的安全性分析将为实用化QKD的密钥率提升提供一个解决途径,且该方法可与其他实验方法兼容。 展开更多

关键词 量子信息 量子密码 E91量子密钥分发 集体攻击 两体耦合

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