量子密碼協(xié)議的設(shè)計(jì)與分析.pdf

1、隨著人類(lèi)計(jì)算能力的飛速提高，特別是量子并行算法的提出，基于計(jì)算復(fù)雜性假設(shè)的經(jīng)典密碼體制的安全性受到了嚴(yán)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(jì)算能力無(wú)關(guān)。因此，量子密碼具有得天獨(dú)厚的優(yōu)勢(shì)并逐漸成為密碼新技術(shù)中的一個(gè)重要研究分支。研究和實(shí)驗(yàn)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(jì)與分析，包括密鑰分發(fā)、身份認(rèn)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(jì)方面，提出了一種不需要交替測(cè)量和旋轉(zhuǎn)的密鑰分發(fā)協(xié)議；一種由Bell態(tài)來(lái)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(lái)分發(fā)密鑰而用非正交態(tài)來(lái)檢測(cè)竊聽(tīng)和認(rèn)證身份的密鑰分發(fā)和認(rèn)證協(xié)議；兩種分別基于局域操作和局域測(cè)量的秘密共享協(xié)議。這些協(xié)議的安全性都經(jīng)過(guò)了詳細(xì)的分析或證明。 在協(xié)議分析方面，針對(duì)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(jìn)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(gè)代理能夠成功恢復(fù)出分發(fā)者的秘密消息。指出了兩個(gè)表面上高效的量子密碼方案中存在的安全隱患。這些簡(jiǎn)單而有效的攻擊方法將對(duì)今后的協(xié)議設(shè)計(jì)工作有重要的指導(dǎo)意義。 此外，對(duì)Bostrom-Felbinger協(xié)議給出了一種效率更高的竊聽(tīng)檢測(cè)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(lèi)量子密鑰