基于冗余信息的量子隐蔽通信协议

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1、万方数据通信技术基于冗余信息的量子隐蔽通信协议公延军1，温晓军1‘2，季丽萍1，牛夏牧1<1哈尔滨工业大学深圳研究生院。广东深圳518000；2北京交通大学通信与信息系统北京市重点实验室．北京100044)【摘要】提出一个基于冗余信息的量子隐蔽通信协议。现行的经典隐蔽通信协议难以实现真正的无条件安全，且对中间监视人的攻击无法进行有效检测。将量子比特的相关特性应用于经典隐蔽通信中，利用量子隐形传态原理，提出了一个利用稠密编码通信中量子信道检测阶段共享的冗余EPR纠缠粒子对实现隐蔽通信协议，能够同时实现对

2、所传输信息内容的保密以及通信过程的隐蔽，且具有无条件安全性和对攻击者的可检测性。【关键词】隐蔽通信；冗余；无条件安全性【中图分类号】TN918【文献标识码】A【文章编号】1009—8054(2010)07—0038—04QuantumConvertCommunicationProtocolBasedonRedundantInformationGONGYan—junI，WENXiao-junl一，JILi—pin91，NIUXia—mul('ShenzhenGraduateSchool，HarbinIn

3、stituteofTechnology，ShenzhenGuangdong518000，China；‘BeijingMunicipalKeyLabofCommunicationandInformationSystem，BeijingJiaotongUniversity，Beijing100044，China)lAbstractJThispaperproposesaquantumconvertcommunicationprotocolbasedontheredundantinformation．Diff

4、erentfromexistingconvertcommunicationprotocols，thisschemecouldguaranteetheunconditionalsecurityanddetecttheeavesdroppingeffectively．Thequantumdensecodingandquantumteleportationareadoptedintheprotocol，thusrealizingboththesecurityofinformationcontentfortr

5、ansmissionandtheconcealmentofcommunicationprocess．【KeywordsIconvertcommunication；redundantinformation；unconditionalsecurity0引言如何实现机密信息的安全通信是密码学研究的重要课题，然而以经典加密术为基础的保密通信并不能隐藏机密信息通信的真实存在，从而激发了人们对基于信息隐藏技术的隐蔽通信的研究热情，经典的隐蔽通信能够同时实现机密信息通信的隐蔽性。信息隐藏⋯的核心是将机密信息隐藏起来

6、以实现隐蔽通信，其技术的实现是利用载体信号本身存在的冗余信息以及人类感官系统的感觉冗余性，将机密信息隐藏在另一个载体中，外在表现上与原始载体相似，从而实现隐蔽通信。根据信收稿日期：2010-03-12作者简介：公延军，1982年生，男，硕士，研究方向：信息安全；温晓军。1971年生，男，哈尔滨工业大学深圳研究生院，博士后，研究方向：信息安全；季丽萍，1980年生，女，哈尔滨工业大学深圳研究生院，硕士生导师，研究方向：信息安全；牛夏牧。1961年生，男，哈尔滨工业大学深圳研究生院，博士生导师，研究方向：

7、信息安全。’基金项目：中国博士后基金资助项目(编号：20080440896)；2009年信息与通信系统北京市重点实验室开放课题基金资助项目(编号：2009SYS006)。38M删．cismag．com．cn息隐藏的载体的不同，可以分为采用数字媒体作为载体，如图像、音频、视频、文本等，利用数字媒体格式的冗余信息以及人类感官系统的冗余性实现信息隐藏，所隐藏的信息也可以是以上各种形式，只是在隐藏时都将它们视为比特流来处理”1；而网络协议的信息隐藏则使用协议作为载体，利用的是网络协议语法和语义的冗余，进行机密

8、信息的嵌入隐藏”1。以上隐蔽通信的实现都是建立在经典密码体制上的，经典密码体制从物理的角度来看，对简单的窃听攻击无法检测；从数学的角度来看，经典密码体制大多是基于因子分解问题、离散对数问题、概率分布问题等计算复杂性设计密码算法，而这些方案并未被证明是无条件安全的。随着计算机技术的发展和计算能力的提高，如量子计算机的出现，这些算法或协议将逐渐变得不安全”1。最近，量子密码的无条件安全性和对窃听可检测性成为保密通信的研究热点9。，基于量子密码的通信协议和技术