量子安全直接通信的方案研究

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1、分类号TP309密级公开UDC004.6学位论文编号D-10617-30852-(2016)-02045重庆邮电大学硕士学位论文中文题目量子安全直接通信的方案研究英文题目TheSchemeStudyofQuantumSecureDirectCommunication学号S130231046姓名徐洪卫学位类别工程硕士学科专业计算机技术指导教师罗文俊教授完成日期2016年4月2日独创性唐明本人声明所是交的学化论文是本人在导师指导下进行的研巧工作及取巧的研巧成果，尽我所知：ＪＬ标注和致谢的地方外，论文中不包含他人曰，臨了文中将别加Ｌ巧其他单位的学

2、经发表或演写过的研巧成果，化不巧含姑巧巧巧庆邮电大学＿位或证书而使用过的材料一邑在论，与我同工作的人员对本文研巧做出的巧巧均文中作了明确的说明并致谢意。作者签名：？曰期；年主月曰冷采勺学位论文版枚使用授权书龙人竟全下帳重庆邮电大学有权巧留、使用学化论文纸质巧巧电子版的规定，允许论文彼査阅和借阅等？，即学校有巧向国家有关部口或机构送交论文未乂巧巧重庆邮电大学可１＾公布本学位论文的全部或部分内容，可编入有关数据库或信息系统进行检索、分析或评价，可＊＾＾采用巧巧、缩印、扫描或拷贝等＜复制幸段保存、汇编本学位论文。—．ｒ

3、Ｊ？）＾（注：保密的学位论文在解密后通用本授权书；，，作者签名《、互导师签名：司＆：资紀打曰期；义０／占年八曰白船如知广月啤式辨＾勺ｒＩ：：重庆邮电大学硕士学位论文摘要摘要量子计算机的成功研发以及量子信息论研究的不断深入，极大地推动了量子通信技术的发展。同时，量子计算机强大的并行计算能力，严重威胁到了基于计算复杂性的经典密码体制的安全性，而量子通信技术能够有效地解决这个问题。量子通信利用量子力学的基本原理，以量子态作为信息载体实现信息的编码、解码和安全传输。量子安全直接通信是量子通信发展过程中的一个重要分支。不同于量子密

4、钥分发协议，量子安全直接通信可以在不需要共享密钥的前提下保证合法的通信双方之间直接传输机密信息。但在实际应用中，用户双方的合法性无法得以保证。因此，量子安全直接通信方案一直潜在中间人攻击的可能。本文的主要内容是研究具有认证的量子安全通信理论，提出了两个具有认证功能的高容量量子安全通信方案：分别基于EPR对和单光子。本文方案不仅可以有效抵制中间人攻击，还提高了通信效率。方案一：基于EPR对具有认证的高容量量子安全通信方案。该方案通过合法的通信双方提前共享的密钥进行身份认证，结合经典异或操作和辅助粒子，实现效率上的提升，并利用EPR纠缠态的特性实现具有认证的高

5、容量量子安全通信方案。因量子纠缠态制备上的困难性，该方案的实现有一定困难；而单光子在现今的设备条件下更具有实用价值，所以本文研究并提出了基于单光子的方案二。方案二：基于单光子具有认证的高容量量子安全通信方案。该方案利用ID码作为身份认证码，对机密的经典信息实施异或操作，通过辅助粒子区分异或结果，这样，每个单光子可以加载两个经典比特，实现了基于单光子具有认证的高容量量子安全通信方案。本文对两个方案的安全性进行了详细的分析，并与已有的方案进行了效率对比，本文方案具有一定的优势。关键词：量子通信，量子认证，量子安全直接通信，两步方案I重庆邮电大学硕士学位论文Ab

6、stractAbstractThesuccessfuldevelopmentofquantumcomputerandthefurtherresearchofquantuminformationtheoryhavegreatlypromotedthedevelopmentofquantumcommunicationtechnology.Quantumcomputershavepowerfulparallelcomputingcapabilities,whichisaseriousthreattothesecurityoftheclassicalcryptos

7、ystembasedoncomputationalcomplexity.Basedonthebasicprinciplesofquantummechanics,quantumcommunicationutilizesquantumstatesasinformationcarriertoachieveencoding,decodingandsecurewaytotransferinformation.Quantumsecuredirectcommunicationisanimportantbranchinthedevelopmentofquantumcomm

8、unication.Incontrastofthequantumk