量子密碼協(xié)議的設(shè)計與分析.pdf

1、隨著人類計算能力的飛速提高，特別是量子并行算法的提出，基于計算復(fù)雜性假設(shè)的經(jīng)典密碼體制的安全性受到了嚴峻挑戰(zhàn)。量子密碼是密碼學(xué)與量子力學(xué)相結(jié)合的產(chǎn)物，其安全性由量子力學(xué)基本原理保證，與攻擊者的計算能力無關(guān)。因此，量子密碼具有得天獨厚的優(yōu)勢并逐漸成為密碼新技術(shù)中的一個重要研究分支。研究和實驗表明，量子密碼很可能發(fā)展為下一代密碼技術(shù)的重要力量。 本論文主要研究了量子密碼協(xié)議的設(shè)計與分析，包括密鑰分發(fā)、身份認證、秘密共享和安全直接通信

2、等內(nèi)容，取得了若干研究成果。具體如下： 在協(xié)議設(shè)計方面，提出了一種不需要交替測量和旋轉(zhuǎn)的密鑰分發(fā)協(xié)議；一種由Bell態(tài)來構(gòu)造非正交態(tài)的新型非正交態(tài)密鑰分發(fā)協(xié)議；一種用糾纏態(tài)來分發(fā)密鑰而用非正交態(tài)來檢測竊聽和認證身份的密鑰分發(fā)和認證協(xié)議；兩種分別基于局域操作和局域測量的秘密共享協(xié)議。這些協(xié)議的安全性都經(jīng)過了詳細的分析或證明。 在協(xié)議分析方面，針對某些量子密碼協(xié)議提出了有效的攻擊方法和可能的改進措施。這些攻擊方法可以使考生在

3、量子考試方案中能夠抄襲他人的答案；使攻擊者能夠在不引入任何干擾的情況下得到密鑰分發(fā)和秘密共享方案中的一半密鑰；使秘密共享中的單個代理能夠成功恢復(fù)出分發(fā)者的秘密消息。指出了兩個表面上高效的量子密碼方案中存在的安全隱患。這些簡單而有效的攻擊方法將對今后的協(xié)議設(shè)計工作有重要的指導(dǎo)意義。 此外，對Bostrom-Felbinger協(xié)議給出了一種效率更高的竊聽檢測方法，這種方法能夠使得此協(xié)議的安全性更高；討論了非正交態(tài)和正交態(tài)兩類量子密鑰