文档介绍：天津大学
博士学位论文
量子密码通信若干问题的研究
姓名:董健
申请学位级别:博士
专业:信号与信息处理
指导教师:滕建辅
20090501
中文摘要关键词:量子密码;量子通信和量子密码学是传统密码学和量子力学相结合的产物,为信息的安全传输提供了一种全新的方法。不同于以数学问题为基础的传统密码体制,量子密码学的安全性是由海森堡测不准原理以及单量子不可克隆定理来保证的。量子密码学不仅具有可证明的安全性,而且具有窃听者存在的可检测性,这是其他密码体制所不具备的特性,具有重要的应用前景和深远的意义。本文主要探讨和研究量子密码通信中量子密钥分发、量子秘密共享、量子受控传输以及量子安全直接通信等方面的一些问题,本文所做的工作如下:第一,提出了一个基于欧洲缃峁沟牧孔用茉糠峙湫椤;于纠缠交换,并采用随机空间量子信道选择,提高了安全性。特点有:适用于网状网络,使用较少的量子资源,并且只需要少量的比特检测是否有蕴第二,提出了一个基于纠缠交换和随机≡竦亩喾搅孔庸蚕硇椤7送方可以随机选择越蠦饬浚庋梢蕴岣叻桨傅陌踩裕送猓还采用差分编码来获得较高的效率,并且该过程需要的量子资源较少。第三,提出了一种基于态纠缠变换的远程受控传输多孔犹幕制。其控制参数通过最大纠缠珽对的纠缠变换得到。该方案是高维受控传输协议,具有更高的编码容量和更好的安全性。第四,提出了一个基于芸卮涞母呶喾搅孔影踩苯油ㄐ欧桨浮采用随机选择騒基测量,以及插入诱骗光子的方法保证了量子信道安全性,通过珺饬亢投杂Φ膠基或饬渴迪置孛苄畔⒌陌踩ㄐ拧第五,提出了一种隚相结合的非纠缠信道下传输姆桨浮唤鲎魑?刂撇问一棺魑A孔有诺馈3晒Υ涞淖芨怕手挥胄诺条件有关,而与控制方的个数无关。并将其扩展到混合信道下对任意畄的量子受控传输。第六,提出了采用非最大纠缠珿作为量子信道时受控传输态的一个通用方案。以传输成功率小于拇凼迪直U娑任传输任意猶态。给出了传输成功率的表达式,它取决于量子信道和广义基的匹配程度,还给出了用来恢复原始状态的幺正操作的解析表达式。最后将本方案扩展到和旌闲诺溃徊郊跎倭肆孔幼试吹目O量子通信;量子密钥分配;量子秘密共享;量子受控传输;量子安全直接通信
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砖蜊学位论文作者签名:专甜学位论文作者签名:毒辟伽年签字日期:泐瓿г拢独创性声明学位论文版权使用授权书‘月或撰写过的研究成果,也不包含为获得苤鲞盘堂或其他教育机构的学位或证本学位论文作者完全了解墨鲞太堂有关保留、使用学位论文的规定。特授权苤叠盘堂可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检凇年石月书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。索,并采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编以供查阅和借阅。同意学校本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作和取得的研究成果,除了文中特别加以标注和致谢之处外,论文中不包含其他人已经发表签字日期:向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘。C艿难宦畚脑诮饷芎笫视帽臼谌ㄋ得导师签名:日
本课题的目的和意义第一章绪论信息作为一种重要的资源,它具有普遍性、共享性、增值性、可处理性和多效用性,对人类社会发展具有特别重要的意义。随着社会和经济的发展,对信息资源、信息技术、信息产业的依赖程度也越来越大。无论是在国家安全、商业活动、银行交易中,还是在人们的工业生产、科学研究和日常生活中都存在着大量的敏感信息。而在存储、处理和交换信息的过程中,都存在泄密或信息被截收、窃听、窜改和伪造的可能性。因此,信息安全是一个具有重要意义的研究方向。根据,国际标准化组织亩ㄒ澹畔安全性的含义主要是指信息的完整性、可用性、保密性和可靠性。信息安全是任何国家、政府、部门、行业都必须十分重视的问题,是一个不容忽视的国家安全战略。信息安全的实质就是要保护信息系统或信息网络中的信息资源免受各种类型的威胁、干扰和破坏,即保证信息的安全性。信息安全的分支之一密码学,其研究目的是使得合法的通信双方ǔ3莆虰诓话踩诺乐心芄豢煽康卮湎ⅲ笔狗欠ㄇ蕴逧得不到任何有效的信息。保密通信的基本原理如图所示,发送者褂靡个加密密钥,通过特定的加密算法将明文消息用艹晌C芪腃,而接收者采用对应的解密密钥和解密算法将密文指次C魑腗。一般来说,窃听者能够知道加密算法甚至加密密钥ú恢5老嘤Φ慕饷苊茉俊U庋词笶能够窃听到传输的密文膊荒芑指闯鏊涞拿魑南。经典密码体制中有两类加密体制,分别是对称密码体制和公钥密码体制,这两者通常用于解决不同的加密问题。对称加密体制适合用作对明文消息直接加密,它的特点是速度快并且对选择密文攻击不敏感;公钥密码体制则更适用于密钥分发