经典和量子密钥协商协议的设计与分析.pdf

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1、；密级：保密期限；寒装．ＩＭＫｌＩｆｃ麵義．典和景子密钥协商协议的设计与分析ｐ题目：绕：ＷＳｆｅ２０１１０１０２３９学号；：赖结姓名—ｉ理专业＝ｔ电巧导航肖巧心．．，：＾ｉ？－＇＇．．‘：；：Ｖ理学院〇；背；学院；早幹‘．片．；—凌ｈ朵．；廢苗—＇＇：：破进送２０１５年４月２２日ｖ＇记．密级；保密期限；Ａ古ｔ‘卸乂穿博±学位论文＠题目：绍化和量子密钥协商协议的设计与分析２０１１０１０２３９：学号：赖红姓名；物理电子学专业：肖井华导师学院；理学院２０１５年４月２２日

2、独创性（或创新性）声明本人声明所呈交的论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果，除了文中特别加标注和致谢中所罗列的内容Ｗ外，论文中不。尽我所知包含其他人己经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得北京邮电大学或其他教育机构的学位或证书而使用过的材料一。与我同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。一申请学位论文与资料若有不实之处，本人承担切相关责任。，＾ｙ日－方本人签名：ｊ期；关于论文使用授权的说明艮口学位论文作者完全了解北京邮电大学有关保留和使用学位论文的规定，：研巧生在校攻读学位期间论文工作的知识产权

3、单位属北京邮电大学。学校有权保留并向国家有关部口或机构送交论文的复印件和磁盘，允许学位论文被查阅和借阅；学校可Ｗ公布学位论文的全部或部分内容，可允许采用影印、缩印或其它复制手段保存、汇编学位论文。（保密的学位论文化解密后遵守此规定）保密论文注释：本学位论文属于保密在年解密而通用本授权书。非保密＿论文注释：本学位论文不属于保密范围，适用本授权书。、＾＾■＆於本人签名：日期：导师篇名：曰期：ｉｍ经典和量子密钥协商协议的设计与分析摘要一一双方或多方协商，密钥协商密码学的个非常重要的分支，即一共同建立会话密钥，任何个参与者均对结果产生影响。密

4、钥协商的目的是在不可靠的通信环境下实现参与者的安全会话，从而决定了设计与分析密钥协商协议的困难性。本文分析了现有密钥协商协议中的各种攻击，并针对送些攻击，我们设计了安全有效的经典和量子密钥。协商协议，分别实现了条件安全和无条件安全的密钥协商协议首先，我们在第Ｈ章研巧了兰方经典密钥协商协议。我们分析了当前的协议，并结合加强的切比雪夫映射提出新的协议，目的在于提。高安全性和降低复杂度而且，利用可证明安全性理论，我们建立了一个安全模型，该模型可确保基于切比雪夫映射下的条件安全的Ｈ方密钥协商协议，因为它能抓住标模型下的基本安全属性。准确的说，我们使用基于加强的

5、切比雪夫映射±的公钥加密来构造协议，与现有这类协议相比，，，在我们的协议中攻击者可使用更广泛的查询并有更多的自由。１尽管真正的量子计算机还未问世，但是Ｓｈｏｒ在９９４年证明了我们讨论的Ｈ方经典密钥协商协议中广泛用到的离散对数问题，理论上１。不过可＾被量子计算机在多项式时间里用量子并行算法解决，量子密钥协商协议为密钥协商提供了新的方法。鉴于此，我们在第四到六Ｉ北京邮电大学物理电子学博±论文章研究了量子密钥协商协议一，它包括量子密钥分配协议及其推广量ＢＢ８４一子秘密共享协议。我们证明了先用（第个真正意义上的安全的一组规模很小的序列用作源码量子密钥协

6、商协议，然后通过发）建立送源码的位置和度数（喷泉码的生成方法）来得到所需的经典信息和控制码。这个控制码与不可克隆定理结合可更高效、安全的检测窃听和认证参与者的身份。我们发现数学中的回归的方法及＊阶加强的切比雪夫混淹映射值可用于实现高容量的量子密钥协商协议。具体的，当单光子与回１．５归的方法相结合时，每个光子平均可携带高达比持的经典信息。当将＊阶加强的切比雪夫海沛映射值编码到轨道角动量上，即可理论上实现一个光子携带任意多的经典信息且不受带宽的限制，又可减少使用经典信道来传输经典信息，还能同时满足低错误率和远距离传输的要求。其实，经典密钥协商协议有易发送和

7、存胆信息的优点，同时量子密钥协商协议可抵制来自量子计算机上的计算的任何进步和新的算法的出现。基于经典和量子密钥协商协议的各自优势，我们通过构造次扩展酉算子和密集编码结合提出了同时具有二者优点的混合的量子秘密共享和量子密钥分配协议。关键词：Ｈ方密钥协商协议，量子密钥分配，加强的切比雪夫映射，喷泉码，回归ＩＩＡＢＳＴＲＡＣＴＴＨＥＤＥＳＩＧＮＡＮＤＡＮＡＬＹＳＩＳＯ