量子密钥分配

摘要： 文章基于法拉第——迈克尔逊干涉仪的相位编码量子密钥分配(QKD)系统,设计并实现了该系统的参数自动化配置。该系统中的三个参数:同步光输出光强、单光子探测器的门触发时间窗口和相位调制器的调相电压需要根据公共信道的衰减和距离进行配置。通过同步光光强扫描、单光子探测器延时扫描和相位调制器调相电压扫描来实现上述三个参数的自动配置。整个自动化配置过程可以在 1min 内完成,实现了 QKD 系统的快速配置。

摘要： 基于波分复用技术可以实现量子与经典信号在同一根光纤中共传。由于经典信号与光纤的非线性相互作用引起的噪声会降低量子密钥分配QKD的信噪比,需要采取措施降低经典噪声的影响。与以往对QKD设备侧的改造不同,从光纤传输线路的角度出发,通过对比不同种类光纤的性质,建立波分复用单纤传输量子密钥分配噪声模型,结合诱骗态和有限长安全分析方法,分析了不同种类光纤对共纤QKD背景噪声计数率、安全密钥率和最大安全传输距离等性能的影响。对G.652、G.654和G.655三种光纤的数值仿真结果表明, G.655光纤可以降低共纤QKD的背景噪声计数率, G.654光纤可以增大共纤QKD的安全密钥率和最大安全传输距离,而常用的标准单模光纤G.652对于共纤QKD性能的影响居于三者之间。

摘要： 量子密钥分配(Quantum Key Distribution,QKD)后处理协议描述了在量子密钥系统中,利用量子特性及经典通信实现安全的密钥交换的方法。由于量子密钥系统除了面临量子相关的安全威胁,还面临经典网络的安全威胁,因此QKD经典部分(后处理协议)安全性的不足,也会影响整个系统的安全性。分析了QKD后处理协议安全威胁,提出了基于信息安全要素的安全验证手段,并给出了相应安全防护机制。

摘要： 量子计算具有并行计算能力,在解决某些特定问题上展现出超越经典计算的能力;一旦大型量子计算机研制成功,基于计算复杂性假设的经典密码算法和协议,其安全性将受到严重挑战。量子密码是一种新型密码体制,相应安全性基于量子力学原理,因能对抗量子计算的攻击而受到广泛关注。本文聚焦量子密码近40年的发展历程,梳理了量子密钥分配、量子安全直接通信、量子秘密共享、量子身份认证、量子两方安全计算、量子保密查询等量子密码协议的研究进展和发展趋势,凝练发展过程中面临的技术与应用问题。分析表明,当前量子密码协议研究处于“量子密钥分配协议遥遥领先、其他协议有待突破”的不平衡状态,也是“其他协议难以突破”的瓶颈状态。着眼未来应用,针对数字签名、两方安全计算问题的实用化量子协议是亟需解决的核心问题。为此建议,量子密码与后量子密码研究应同步开展,加强“量子科技”“密码学”学科的交叉研究和人才培养,优化对相关基础研究的考核评价机制。

摘要： 量子密钥分配的安全性包括协议的安全性和实际系统的安全性,协议理论上的信息论安全性已经得到了完整的证明,然而实际系统由于器件存在着非理想性,会导致产生各种安全性漏洞,如何分析和应对实际系统安全性是量子密钥分配技术走向应用所面临的重要课题,总结了量子密钥分配安全性的进展情况和面临的难点问题,并对未来的研究方向进行了展望。

摘要： 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.

摘要： 由于电力架空线路会受到外界各类天气条件的影响,天气对量子信号有不同于公网通信线路的影响,文章试验旨在检测不同编码技术的量子密钥分发(Quantum Key Distribution,QKD)系统通过电力架空光纤复合架空地线(Optical Fiber Composite Overhead Ground Wire,OPGW)光缆时,受微风振动、舞动、各类气象条件、线路覆冰等自然环境条件下的成码稳定性及其量子态受影响程度,通过2类室外环境的实地测试,表明相位编码QKD为最适合电力通信线路的量子保密通信技术,能够为量子信号在电力通信网络中传输时的稳定性作定性分析,最后给出了量子QKD技术在架空线路环境下大风、覆冰等气象条件下的性能劣化指标。

摘要： 由于电力架空线路会受到外界各类天气条件的影响,天气对量子信号有不同于公网通信线路的影响,文章试验旨在检测不同编码技术的量子密钥分发(Quantum Key Distribution,QKD)系统通过电力架空光纤复合架空地线(Optical Fiber Composite Overhead Ground Wire,OPGW)光缆时,受微风振动、舞动、各类气象条件、线路覆冰等自然环境条件下的成码稳定性及其量子态受影响程度,通过2类室外环境的实地测试,表明相位编码QKD为最适合电力通信线路的量子保密通信技术,能够为量子信号在电力通信网络中传输时的稳定性作定性分析,最后给出了量子QKD技术在架空线路环境下大风、覆冰等气象条件下的性能劣化指标.

摘要： 水下量子密钥分配对保障水下通信安全具有十分重要的意义.本文研究不同温度或盐度的海水对光传输以及水下量子密钥分配的影响.本文在有限的范围内改变水槽中水的温度或盐度,在温盐均匀和有温盐差的海水信道中对出射光进行偏振测试,并进行了基于偏振编码的BB84协议水下量子密钥分配实验研究.研究表明:偏振光经过温盐均匀或有温盐差的模拟海水后其偏振态几乎不发生变化;在温盐均匀的海水中,温度或盐度的变化几乎不改变误码率,但在温盐不均匀的海水中,误码率随温盐差的增大呈增加趋势.

摘要： 基于弱相干态光源,提出了一种相位匹配三诱骗态量子密钥分配方案,对相关计数率和误码率进行了估计,并采用切诺夫界的统计分析方法对该方案在有限数据长度条件下的传输性能进行了分析。仿真结果表明:相位匹配三诱骗态量子密钥分配方案最大安全传输距离可达521 km,趋近于无穷诱骗态相位匹配协议的理论极限值536 km;随着数据长度的下降,方案传输性能有所下降,但是即使数据长度下降至10~7,其最大安全传输距离仍然可达502 km。

摘要： 本文提出了一种基于完全Bell测量的量子密钥分配协议.在协议的执行过程中Alice将EPR对中的一个量子比特发送给Bob, Bob收到该量子比特后与Alice配合随机选择对其执行量子超密编码或纠缠转移操作.这个协议的优势在于执行过程中没有量子比特被抛弃,而且只用到了完全Bell测量基因此不需要在认证公开信道上交换测量基的信息,并具有无条件安全性的证明.安全性的基本依据是在EPR对中的一个量子比特没有被噪声干扰的情况下,Bell测量可以确定地检测到该EPR对中另一个量子比特上所有窃听行为导致的错误.

摘要： 介绍了BB84协议的Petri网建模方法,提出了一种建立在Petri网模型基础上的量子密钥分配协议的安全性分析方法,可动态地分析各个安全参数对安全性能的影响,提高量子密钥分配协议的安全性分析效率.

摘要： 量子密钥分配协议的目的是让通信双方在不可靠的信道下完成密钥的协商生成,其安全性基于量子力学的基本原理.量子密钥分配协议的无条件安全性证明是一个复杂的问题.描述了攻击者的能力及可能采取的攻击策略,研究分析了量子密钥分配协议无条件安全性证明的基本思想及目前的几种主要的证明方法.

摘要： 本文研究用于量子密钥分配的由双Mach-Zehnder干涉仪构成的编码器。利用双马赫-曾德尔光纤干涉仪强度传输系数解释实验结果。对影响干涉的因素进行简单讨论。

摘要： 本文简要介绍了B92单光子量子密码体制的工作原理,然后详细描述了一种采用B92协议的自由空间全球量子密钥分配(QKD)体制的典型QKD试验台.

摘要： 本文介绍了星-地量子密钥分配系统的组成和工作过程,总结了国内外自由空间信道量子密钥分配和星-地量子密钥分配的研究进展和发展趋势，指出了星-地量子密钥分配的研究意义和其所存在的一些问题,分析了星-地量子密钥分配系统的性能参数和影响系统性能的因素,在此基础上给出了在建立星-地量子密钥分配系统模型中需要考虑的系统参数和关键因素。

摘要： 量子密码术是一种新的重要加密方法,它利用单光子的量子性质,借助量子密钥分配协议可实现数据传输的可证性安全。本文阐述了量子密码术和保密通信,其中包括了量子密码学的物理基础,量子密钥分配,量子通信研究现状,以及量子通信的前景。

摘要： 量子通信是量子力学与经典通信相融合的一门新兴交叉学科。本文介绍了量子通信的有关概念和系统模型,阐述了量子通信领域所独有的量子隐形传态和量子密钥分配的基本原理及研究进展,并探讨了量子通信的研究热点和发展方向一一纠缠、混合通信、纯量子通信、量子密码技术和网络化。

摘要： 由于量子的特殊特性,量子加密的实现存在许多困难,因此量子密码学中量子加密协议很少.分析了实现量子加密的几个障碍:量子态的不确定性、量子比特传输的噪声和错误等,并且克服这些障碍提出了量子密码的新分支--基于单量子态的量子加密协议.本量子加密协议利用传统密码学、纠错编码和量子力学原理相结合实现保密信息传递,同时分析了量子加密协议的安全性和其他特点。

摘要： 由于量子的特殊特性,量子加密的实现存在许多困难,因此量子密码学中量子加密协议很少.分析了实现量子加密的几个障碍:量子态的不确定性、量子比特传输的噪声和错误等,并且克服这些障碍提出了量子密码的新分支--基于单量子态的量子加密协议.本量子加密协议利用传统密码学、纠错编码和量子力学原理相结合实现保密信息传递,同时分析了量子加密协议的安全性和其他特点。

摘要： 本专利公开了一种多芯光纤量子密钥分发中提升密钥率的非等间隔波长分配方法，该方法适用于基于空分复用的量子密钥分发光网络。本方法主要考虑空分复用系统中涉及到的拉曼散射噪声、四波混频噪声、芯间串扰噪声等主要噪声，提出量子信道非等频率间隔分配方案，旨在提高量子密钥分发的安全密钥率，扩展安全传输距离。本发明为量子密钥分发与经典光网络的融合传输提供技术支撑，推动量子密钥分发的应用化进程。

摘要： 本发明涉及一种量子密钥分配方法和量子密钥分配网络系统。该方法首先建立与各个用户端进行量子通信的中心端，然后所述中心端和各个用户端采用基于Blom方案和QKD的密钥分配方案。所述中心端为一个或多个；每一对中心端之间可以建立量子通道，中心端和中心端之间执行QKD协议，以抵抗DoS攻击；进一步还可以采用区组设计形成量子密钥分配网络。当密钥分配网络受到量子拒绝服务攻击时，本发明针对不同种类由DoS攻击造成的破坏提出了相应的密钥分配方案。本发明能够降低量子密钥分配的成本，提高量子密钥分配的安全性和可扩展性。

摘要： 本发明公开了一种可扩展多用户量子密钥分配网络系统及其密钥分配方法，其系统包括由量子密钥发射端和多个量子密钥接收端组成的点到多点量子密钥分配系统。其密钥分配方法步骤为：一、量子密钥发射端即发射方与多个量子密钥接收端即接收方进行量子密钥分配，发射方与每个接收方间均共享一段随机量子密钥；二、任意两个接收方向发射方发送请求，发射方将其与两个接收方共享的两段量子密钥逐位比较并将比较结果告诉两个接收方，两个接收方结合自己与发射方共享的量子密钥和比较结果即可推出对方与发射方共享的量子密钥。本发明设计合理、使用操作方便且用户容量扩展能力强、传输距离远、用户功能性好，任意两个合法接收方间均可进行密钥共享。

摘要： 公开了量子密钥分配系统中向多个装置提供密钥的装置及方法。现有的利用量子密钥分配系统的通信装置中，当具有多个发送装置或者多个接收装置时，不会对下一个请求进行处理直到向发送装置及接收装置提供完一个密钥为止，从而带来不便。另外，即使接收到多个量子密钥分配请求，也不会处理另一个请求直到完成一个密钥的分配为止，因此延迟提供。根据本实施例的一个方面，主要目的在于，提供一个Alice或者Bob向多个发送装置或者接收装置提供量子密钥时，可无延迟且实时地提供量子密钥的装置及方法。

摘要： 一种量子密钥分配(QKD)系统中的接收器，所述接收器包括：量子光学单元，该量子光学单元被构造成从该QKD系统的发送器接收量子信号，基于基础序列对所述量子信号进行调制，并且通过检测经调制的量子信号来输出检测信息。该接收器还包括信号处理器，该信号处理器被构造成基于双缓冲方案通过使用所述检测信息和所述基础序列来生成原始密钥。

摘要： 本发明涉及一种量子密钥分配方法和量子密钥分配网络系统。该方法首先建立与各个用户端进行量子通信的中心端，然后所述中心端和各个用户端采用基于Blom方案和QKD的密钥分配方案。所述中心端为一个或多个；每一对中心端之间可以建立量子通道，中心端和中心端之间执行QKD协议，以抵抗DoS攻击；进一步还可以采用区组设计形成量子密钥分配网络。当密钥分配网络受到量子拒绝服务攻击时，本发明针对不同种类由DoS攻击造成的破坏提出了相应的密钥分配方案。本发明能够降低量子密钥分配的成本，提高量子密钥分配的安全性和可扩展性。

摘要： 本发明公开了一种可扩展多用户量子密钥分配网络系统及其密钥分配方法，其系统包括由量子密钥发射端和多个量子密钥接收端组成的点到多点量子密钥分配系统。其密钥分配方法步骤为：一、量子密钥发射端即发射方与多个量子密钥接收端即接收方进行量子密钥分配，发射方与每个接收方间均共享一段随机量子密钥；二、任意两个接收方向发射方发送请求，发射方将其与两个接收方共享的两段量子密钥逐位比较并将比较结果告诉两个接收方，两个接收方结合自己与发射方共享的量子密钥和比较结果即可推出对方与发射方共享的量子密钥。本发明设计合理、使用操作方便且用户容量扩展能力强、传输距离远、用户功能性好，任意两个合法接收方间均可进行密钥共享。

摘要： 本发明提出了一种基于量子密钥分配系统的密钥管理系统和方法，所述系统包括：管理方A和支持方B，所述管理方A至少包括量子密钥分配设备和密钥管理设备，所述支持方B至少包括量子密钥分配设备，且管理方A与支持方B之间能够通过量子密钥分配设备进行量子通信；所述量子密钥分配设备，用于实现通信双方量子密钥的协同，其中所述量子密钥包括主密钥、密钥加密密钥以及会话种子密钥；所述密钥管理设备，用于将上述量子密钥分配设备协同得到的主密钥、密钥加密密钥以及会话种子密钥通过三层密钥保护体系进行分层分散存储保护。本发明的密钥管理系统能够有效提升量子密钥存储的安全性。

摘要： 本发明提供了量子密钥分配设备安全密钥性能指标的测试方法及系统，该量子密钥分配设备安全密钥性能指标的测试方法包括：接收用户输入的业务参数；根据业务参数获取待测量子密钥分配设备的安全密钥信息数据，安全密钥信息数据包括稳定性测试数据；根据稳定性测试数据统计每一预设时间周期内安全密钥的密钥量；根据各密钥量及预设时间周期计算平均安全码率的方差；根据方差与预设方差的关系检测待测量子密钥分配设备安全密钥成码的稳定性。通过实施本发明，实现了对量子密钥分配设备的安全密钥性能指标的测试，该测试方法独立于QKD厂商的设备网管或上位机软件，达到了第三方测试的目的，保证了测试的有效性与公正性。

摘要： 公开了量子密钥分配系统中向多个装置提供密钥的装置及方法。现有的利用量子密钥分配系统的通信装置中，当具有多个发送装置或者多个接收装置时，不会对下一个请求进行处理直到向发送装置及接收装置提供完一个密钥为止，从而带来不便。另外，即使接收到多个量子密钥分配请求，也不会处理另一个请求直到完成一个密钥的分配为止，因此延迟提供。根据本实施例的一个方面，主要目的在于，提供一个Alice或者Bob向多个发送装置或者接收装置提供量子密钥时，可无延迟且实时地提供量子密钥的装置及方法。