两方量子密钥协商协议的改进-论文.pdf

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1、2015年2月西安电子科技大学学报(自然科学版)Feb．2015第42卷第1期JoURNAL0FXIDIANUNIVERSITYVo1．42NO．1doi：10．3969／j．issn．1001—2400．2015．01．014两方量子密钥协商协议的改进申冬苏，马文平，尹逊汝，王丽丽(西安电子科技大学综合业务网理论及关键技术国家重点实验室，陕西西安710071)摘要：针对Hsueh和Chen的基于最大纠缠态两方量子密钥协商协议存在安全漏洞，即发送方可单方控制共享密钥的问题，通过增加接收方的幺正操作给出了一个改进方案．利用幺正操作来代

2、替对发送方的安全检测，这从根本上满足了量子密钥协商中各参与者都贡献于共享密钥的生成和分配这一基本要求，从而使其抗发送方攻击的安全性依赖于基本物理原理而非检测光子技术．安全分析表明，该方案可有效抵抗外部攻击和参与者攻击．与另一改进方案相比，该方案以更小的代价解决了原协议的漏洞，提高了协议效率．关键词：量子通信；量子密钥协商；最大纠缠态；量子密码中图分类号：TN918文献标识码：A文章编号：1001—2400(2015)01～0086—05Improvementofatwo。partyquantumkeyagreementprotoco

3、lSHENDongsu，MAWenping，YINXunru，WANGLili(StateKeyLab．ofIntegratedServiceNetworks，XidianUniv．，Xi’an710071，China)Abstract：ToavoidtheweaknessthatthesendercanfullycontrolthesharedkeyaloneintheHsuehandChen’StWO—partyquantumkeyagreement(QKA)protocolwithmaximallyentangledstate

4、s，apossiblesolutionispresentedbyaddingthereceiver’Sunitaryoperation．Theunitaryoperationinsteadofthesecuritycheckingisutilized，whichmakesthisprotocolfundamentallymeetthebasicrequirementthatinaquantumkeyagreementeachparticipantequallycontributetothegenerationanddistribut

5、ionofthesharedkey．Thereforethesecurityagainsttheparticipantattackisbasedonbasicphysicalprinciplesratherthanonthecheckingphotonstechnique．Securityanalysisshowsthatthisprotocolissecureagainsttheoutsideattackandparticipantattack．Comparedwiththepreviousimprovedprotocol，the

6、weaknessisavoidedwithlessqubitsandtheefficiencyoftheprotocolisimproved．KeyWords：quantumcommunication；quantumkeyagreement；maximallyentangledstates；quantumcryptography为了在分布式网络中实现安全的端对端通信，需要在两端节点之间建立一个共享密钥以保证安全．在经典环境中，双方或多方可通过两种途径来获得共享密钥：密钥分配和密钥协商．密钥协商与密钥分配的不同之处是：在密钥分配中，由

7、密钥分发中心产生密钥，并分发给所有的通信者，且所有的通信者都信任密钥分发中心．而在密钥协商中，所有的参与者都等贡献于共享密钥的生成和分发．传统上，密钥分配和密钥协商的安全性都是基于数学困难问题，然而，随着量子技术的发展，数学困难问题可能易受具有强大计算能力的量子计算机攻击．而基于基本物理原理的量子密钥分配。和量子密钥协商协议，由于具有理论上无条件安全性而成为了一个重要的研究课题．到目前为止，已提出了很多密钥协商协议，且它的安全性得到了广泛研究r4。．2004年，Zhou等利用量子隐形传输技术在公共信道上生成秘密密钥，提出了第1个量子

8、密钥协商协议．然而，Tsai等指出，在Zhou等的协议中，存在一方可以完全控制共享密钥的生成而不被发现的问收稿日期：2013-09—03网络出版时间：2014—05—14基金项目：国家自然科学基金资助项目(61072140，61373