量子安全直接通信若干改進方案.pdf

1、量子信息是最近二十多年來發(fā)展起來的新型交叉學科,它主要包括量子計算與量子通信兩個方面。本文研究內容屬于量子安全直接通信這一領域。在對該領域的全面了解過程中,我們特別關注了若干通信方案,發(fā)現(xiàn)它們的安全性存在問題,并因此對這些方案作了改進。主要內容如下:
　　(1)發(fā)現(xiàn)Lee-Lim-Yang方案I與II存在安全隱患并對其作了改進。原方案中,身份認證者的作用是識別秘密通信雙方的身份合法性。我們分析表明,應該排除身份認證者知悉秘密信息,

2、否則秘密通信可以以更簡單的方式施行。但在原方案I中,身份認證者可以采用攔截—測量—再發(fā)送策略進行竊聽;在原方案II中,則可以通過簡單的單粒子測量方法對秘密信息進行竊聽。為消弭該安全隱患,我們改進了原方案,用泡利算符中的z?操作來代替原方案中的比特翻轉操作X,阻止了身份認證者進行竊聽的可能,進而提高了方案的安全性。
　　(2)揭示Cao-Song方案存在安全漏洞并說明如何利用漏洞竊聽信息,我們改進了原方案。Cao-Song方案使用W

3、態(tài)作為通信信道。我們的研究表明,竊聽者可以采用攔截—測量—再發(fā)送策略對信道進行攻擊從而獲得全部的秘密信息。為堵住該安全漏洞,我們改進了原方案,使得改進后的方案至少在理想信道情況下是安全的。
　　(3)指出Xia-Song方案中的不足之處并進行了改進,使改進后的方案更加合理。Xia-Song方案實質上是一種可控量子安全直接通信方案。我們研究發(fā)現(xiàn),在他們的方案里,通信過程中控制方的作用可以完全被排除,所謂的控制方實際上是無價值的,這是