bb84量子密钥分配协议在专网中的应用

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1、电脑编程技巧与维护BB84量子密钥分配协议在专网中的应用李文骞(南京森林警察学院，南京210023)摘要：依据专用网络的特点，对BB84量子密钥分配协议做了改进，提出一种适用于专用网络的BB84一PN协议。该协议通过身份认证和量子物理特性，提高了安全性。同时，在通信过程中通过协商传输量子密钥规则，有效地提高了传输效率。关键词：量子密钥分配协议；BB84协议；BB84一PN协议；专用网络ApplicationofBB84QuantumKeyDistributionProtocolinPrivateNetworkLIWen—-qian(NanjingFore

2、stPoliceCollege，Nanjing210023，China)Abstract：Accordingtotheprivatenetworkcharacteristics，BB84quantumkeydistributionprotocol(QKD)ismodifiedandpresentsanewQKDprotocol，namedBB84-PN，whichisappliedinprivatenetwork．Throughidentityauthenticationandquantumphysics，thetransmissionsecurityo

3、fBB84-PNisimproved．Also，thecommunicationefficiencyisimprovedbyconsultingonquantumkeytransmissionruleincommunicationprocess．Keywords：quantumkeydistributionprotocol；BB84protocol；BB84-PNprotocol；privatenetwork1前言可靠等优点。针对专网的网络特性，对BB84协议做了一些改量子密码学是在量子理论、信息论和密码学基础上提出进．在保证安全性基础上，极大地提高了密

4、钥分配效率。的一种全新的安全通信理论，从根本上解决了通信中被监听2BB84协议的问题。不同于经典密码学以计算复杂度为安全性基础．量BB84协议是第一个量子密钥分配协议，是基于单量子载子密码学的安全性由量子力学中“量子态不可克隆”、“海森体．其安全性由“非正交态不可区分性”和“量子态不可复堡测不准原理”和量子纠缠等特性来保证的，理论上具有无制”来保证的。BB84协议的每个单量子载体采用线偏振基条件安全性。量子密码在一般意义上并不是一种加密方法，{lO>，II)；和圆偏振基{l+>，l一)；中的4个量子态之一。这两对测量而是在网络通信中建立密钥、进行密钥分配

5、的一种协议。最基之间的关系如下：早的量子密钥分配协议是1984年由Bennett和Brassard提出====的，简称BB84协议⋯，1991年．Ekea提出了利用双量子纠缠态实现密钥分配的EPR协议[21，而Bennett又在1992年提出了可见．如果用线偏振基{lO)，I1)j去测量l+)态或者l_>态，一种与BB84类似的B92协议，随后，利用量子力学特性的则有50％的概率得到10)，50％的概率得到I1)，反之一样。这各类量子密钥分配协议被广泛提出和研究。是因为测量基与被测量子态的非正交，使得无法精确测量量量子密码经过多年的研究，已经取得了丰硕的

6、成果。在子态的信息，是BB84协议安全性基础之一。协议研究方面，BB84协议受到了各国研究人员的重视，进行2．1协议描述了大量的研究，针对其缺陷，提出了不少改进型协议17-9]。在(1)Alice准备一个量子比特序列并记录该序列的量子态实验研究方面，由于BB84协议简单可靠，易于实现，不少实信息，每个量子比特随机处于IlO)，l1)，『+)，l_)；4态之一，Alice验室已经完成了该协议的实验阶段，转入实际应用阶段Iol1l1。通过量子信道将这一序列发送给接收方Bob。虽然国内外对BB84量子密钥分配协议做了大量的研究工(2)Bob接受到该序列，随机用

7、线偏振基f】0)，ll>}或者圆作，但是，对针对某种特定类型的网络，BB84协议并不能很偏振基{l十)，)}对每一个量子比特进行同步测量，并记录测量好地适应，主要在于协议安全性与传输效率的平衡问题。目前，国内网络除了Inter网、教育网等公众网，还有不少行业基金项目：中央高校基本科研业务费专项资金项目(LGYB20专用网络(简称专网)，例如公安金盾网、军事网、电力网1312)。等，这些专网与公众网最大的不同在于，它们不与公众网互作者简介：李文骞(1979一)，男，讲师，研究方向：量子信联互通，而是自成一套系统，包括用户认证、信息传输、网息技术。络应用等，

8、这类专网具有安全性高、网络噪声低、信息传输收稿日期：2013—1O—O8与COM