誘餌態(tài)QKD后處理的通信與私密放大模塊研究及硬件實(shí)現(xiàn).pdf

1、隨著量子計(jì)算機(jī)的發(fā)展，基于計(jì)算復(fù)雜度的傳統(tǒng)加密方法遇到了前所未有的威脅和挑戰(zhàn)，與此同時(shí)，量子密鑰分發(fā)(Quantum Key Distribution,QKD)與一次一密加密相結(jié)合使得絕對(duì)安全的加密成為可能。但是目前QKD系統(tǒng)的密鑰生成速率還遠(yuǎn)不能滿足實(shí)際應(yīng)用的需求，本文通過對(duì)網(wǎng)絡(luò)傳輸模塊、GLLP公式以及私密放大實(shí)現(xiàn)優(yōu)化來提升最終秘鑰生成速率，具體包括以下研究?jī)?nèi)容：
　　1、考慮到數(shù)據(jù)傳輸速率影響到Alice和Bob數(shù)據(jù)交互的速

2、率，從而間接影響到密鑰生成速率，因此，高速數(shù)據(jù)傳輸?shù)难芯繉?duì)于提高密鑰生成速率、促進(jìn)QKD系統(tǒng)的實(shí)用化具有非常重要的實(shí)際意義。同時(shí)，QKD系統(tǒng)的實(shí)用化必然要求其能滿足長(zhǎng)距離傳輸?shù)男枨?，并要求傳輸是可靠且穩(wěn)定的。為了滿足后處理模塊彼此之間高速可靠并且長(zhǎng)距離的數(shù)據(jù)交換的需求，本文采用光纖替代原有的網(wǎng)線傳輸。同時(shí)，針對(duì)QKD系統(tǒng)在后處理階段的網(wǎng)絡(luò)交互數(shù)據(jù)種類多、數(shù)量大，且要求按序到達(dá)的特點(diǎn)，本文在光纖傳輸中設(shè)計(jì)了適用于QKD系統(tǒng)的高性能網(wǎng)絡(luò)傳輸

3、協(xié)議、基于數(shù)據(jù)交互速率的封包策略以及針對(duì)MAC層的傳輸可靠性保障方案。
　　2、為了抵御非理想光源狀態(tài)下的原始BB84協(xié)議的PNS攻擊，人們提出了誘餌態(tài)BB84協(xié)議，本文分別對(duì)兩種協(xié)議下基于GLLP理論進(jìn)行了安全性分析，并給出了安全碼率長(zhǎng)度上界公式。為了能夠在基于硬件FPGA實(shí)現(xiàn)的QKD后處理系統(tǒng)中加以應(yīng)用，針對(duì)GLLP公式的特點(diǎn)，采用FPGA設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)了GLLP公式，并對(duì)其正確性測(cè)試。
　　3、私密放大一般采用Toplit