基于四粒子团簇态的量子安全直接通信协议仿真

合集下载

基于部分纠缠态的量子安全直接通信协议

基于部分纠缠态的量子安全直接通信协议
徐红云;杨新元;马智;吕欣
【期刊名称】《计算机工程》
【年(卷),期】2010(036)002
【摘要】提出一种新的带认证的三方量子安全直接通信协议.该方案利用共享的三
粒子部分纠缠态和CNOT门来编码和译码,两方可同时向第三方传递秘密消息,共享
的部分纠缠态可重复使用.在理想信道下,协议对于非相干攻击是安全的.该方案通过
认证可以验证客户端身份的合法性,部分纠缠态在实际中容易制备和保存,能够实现
两方同时跟第三方直接通信.

【总页数】3页(P170-172)
【作者】徐红云;杨新元;马智;吕欣
【作者单位】乌鲁木齐总医院,乌鲁木齐,830000;信息工程大学应用数学系,郑
州,450002;信息工程大学应用数学系,郑州,450002;国家信息中心,北京,100045

【正文语种】中文
【中图分类】TN918.1
【相关文献】
1.基于部分纠缠态的高效量子安全直接通信 [J], 杜方维;李宏欣
2.基于纯纠缠态的量子安全直接通信协议 [J], 王剑;张盛;张守林;张权
3.基于4粒子纠缠态的量子安全直接通信 [J], 徐越;李渊华;桑明煌;聂义友
4.基于d维Bell纠缠态的量子安全直接通信方案 [J], 翁鹏飞;陈红;蔡晓霞
5.基于非最大纠缠态的受控量子安全直接通信协议 [J], 黄红梅
因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买

量子安全直接通信方案的研究

量子安全直接通信方案的研究王争艳; 李晖【期刊名称】《《微处理机》》【年(卷),期】2019(040)005【总页数】5页(P29-33)【关键词】量子通信; 单光子; Bell态; 量子安全直接通信【作者】王争艳; 李晖【作者单位】沈阳工业大学信息科学与工程学院沈阳110870【正文语种】中文【中图分类】TN9181 引言量子通信，作为运用量子力学基本原理及量子特性进行信息传输的一种通信方式，因其具有无条件安全、传输效率高、可利用量子物理纠缠资源等特点，受到人们的重视。

量子通信主要包括基于量子密钥分发的量子保密通信[1]、以量子隐形传态为主的量子间接通信[2]和量子安全直接通信[3]等模式。

诸多模式当中，量子安全直接通信是一种直接在量子信道中传输秘密消息的技术[4]，它不需要事先传输秘钥，因此简化了通信过程。

2002年，Kim Bostrom 和Timo Felbinger 提出基于EPR 纠缠粒子的量子安全直接通信方案，即Ping-Pong 方案[5]，该方案分为两个消息和控制模式，但它仅仅为一个准安全的方案。

2003年，邓富国等运用量子密集编码和块传输的思想，提出了基于纠缠对的Two-Step QSDC 方案[6]，采用块传输思想保证通信的安全性。

根据加载信息载体的不同，量子安全直接通信的方案可大致分为两类：(1)基于单光子的量子安全直接通信；(2)基于纠缠的量子安全直接通信[7]。

其中，由于纠缠态具有独特的性质，基于纠缠的量子安全直接通信方案占大部分。

为提高传输效率，翁鹏飞等人提出W 态的量子直接通信方案[8]，该方案利用密集编码对消息序列进行编码，利用W 态粒子的纠缠特性进行信道检测，保证信道的安全性。

2015年，Siddharth Patwardhan等人提出高效的受控量子安全直接通信[9]，该方案的特点是仅在控制者允许的情况下方可传输信息。

2016年，曹正文等人提出基于Bell 态粒子和单光子混合的量子安全直接通信方案[10]，该方案直接对量子态编码进行消息传送。

基于对称形态和身份认证的安全量子通信协议

摘
要：由于态纠缠的强鲁棒性，它被认为是更适用于量子信息处理和量子安全通信的信息栽体。针对４粒
子态或３粒子非对称态量子直接通信效率低下或物理实现困难等缺陷，利用３粒子对称态和量子身份认证机制，提出了一种新的确定型安全量子通信协议。该协议由认证码生成、量子态准备、量子态分发、安全检测与身份认证和消息通信五阶段组成，通信双方只需进行两粒子Ｂｅｌｌ基、单粒子ｚ基或基测量，通信效率也有所提高，即１个３粒子态传输１经典比特信息。安全分析证明该协议能有效抵抗各类窃听者Ｅｖｅ攻击和伪装攻击，具有较好的安全
ＪｏｕｒｎａｌｏｆＣｏｍｐｕｔｅｒＡｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓ
ＩＳＳＮ１００１ — ９０８１
２０１４ — ０２．１０
计算机应用，２０１４，３４（２）：４３８— ４４１文章编号：１００１．９０８１（２０１４）０２ — ０４３８．４０
刘超，耿焕同，刘文杰
（１．南京信息工程大学江苏省网络监控中心，南京２１００４４；２．南京信息工程大学计算机与软件学院，南京２１００４４）
（通信作者电子邮箱ｈｔｇｅｎｇ＠ｎｕｉｓｔ．ｅｄｕ．ｅｎ）
特性。
关键词：量子密码；量子通信；确定型安全直接通信；对称态；身份认证
中图分类号：ＴＰ３０９．７；ＴＮ９１８文献标志码：Ａ

量子直接通信原理

量子直接通信原理嘿，朋友们！今天咱来聊聊量子直接通信原理。

这玩意儿啊，就像是一场神奇的魔术表演！你看啊，量子就像是一群特别调皮的小精灵，它们有着自己独特的脾气和行为方式。

量子直接通信呢，就是让这些小精灵帮我们传递信息。

想象一下，我们平时说话交流，就像是走在大路上传递消息，可能会被别人听到或者干扰。

但量子直接通信可不一样，它就像是给信息开辟了一条秘密通道，只有特定的人才能进入。

这些量子小精灵会在这个秘密通道里欢快地跳跃，把信息准确无误地送到目的地。

而且它们还特别聪明，能自动避开那些可能干扰它们的因素。

比如说，我们普通通信可能会遇到信号不好啦、被人拦截啦之类的问题。

但量子直接通信就不用担心这些！它就像是给信息穿上了一层超级铠甲，坚不可摧。

这多厉害呀！难道你不想知道它到底是怎么做到的吗？这其中的奥秘可深着呢！量子的特性让它们能够实现这种神奇的通信方式。

它们可以处于一种“纠缠”的状态，就好像两个小精灵心有灵犀一样，不管相隔多远，一个小精灵的变化，另一个立马就能知道。

这就好比有两个好朋友，一个在北京，一个在上海，北京的朋友笑了，上海的朋友马上就能感受到他的快乐，是不是很神奇？而且啊，量子直接通信的安全性那可是杠杠的！别人想要窃取信息，简直比登天还难。

这就像是给我们的重要信息上了一把牢固的锁，只有我们自己有钥匙。

哎呀，想想看，以后我们的通信就更加安全可靠啦，再也不用担心隐私被泄露啦！这难道不是一件让人超级兴奋的事情吗？量子直接通信原理就是这么神奇，这么让人着迷！它为我们打开了一扇通往未来通信的大门，让我们看到了更多的可能。

我觉得啊，这量子直接通信就像是我们生活中的一个惊喜，不断地给我们带来新奇和震撼。

我们应该好好去了解它，去探索它的奥秘。

毕竟，科技的进步总是让人充满期待呀！让我们一起期待量子直接通信给我们带来更多的精彩吧！原创不易，请尊重原创，谢谢!。

量子安全直接通信方案的研究

·微机网络与通信·1引言量子通信，作为运用量子力学基本原理及量子特性进行信息传输的一种通信方式，因其具有无条件安全、传输效率高、可利用量子物理纠缠资源等特点，受到人们的重视。

量子通信主要包括基于量子密钥分发的量子保密通信[1]、以量子隐形传态为主的量子间接通信[2]和量子安全直接通信[3]等模式。

诸多模式当中，量子安全直接通信是一种直接在量子信道中传输秘密消息的技术[4]，它不需要事先传输秘钥，因此简化了通信过程。

2003年，邓富国等运用量子密集编码和块传输的思想，提出了基于纠缠对的Two-Step QSDC 方案[6]，采用块传输思想保证通信的安全性。

根据加载信息载体的不同，量子安全直接通信的方案可大致分为两类：(1)基于单光子的量子安全直接通信；(2)基于纠缠的量子安全直接通信[7]。

其中，由于纠缠态具有独特的性质，基于纠缠的量子安全直接通信方案占大部分。

量子安全直接通信方案的研究王争艳，李晖（沈阳工业大学信息科学与工程学院,沈阳110870）摘要:针对量子安全直接通信方案的信息泄露问题，在分析几种经典量子安全直接通信方案的基础上，提出基于混合粒子的量子安全直接通信方案。

方案采用单光子和Bell 态混合的量子态载体来传送信息，能够提高传输效率和编码容量。

利用单光子进行信道检测，检测信道的安全性；采用幺正变换对传输的信息序列进行编码，提高编码过程的便捷性；利用所进行的幺正变换解码得到传输的原始信息序列。

通过实验对方案进行安全性分析和效率分析，结果表明方案有效可行、安全可靠，同时具有较高的传输率。

关键词：量子通信；单光子；Bell 态；量子安全直接通信DOI ：10.3969/j.issn.1002-2279.2019.05.008中图分类号:TN918文献标识码:A 文章编号：1002-2279（2019）05-0029-05Research on the Scheme of Quantum Secure Direct CommunicationWANG Zhengyan,LI Hui(School of Information Science and Engineering,Shenyang University of Technology,Shenyang 110870,China )Abstract:Aiming at the problem of information leakage in quantum secure direct communication schemes,a quantum secure direct communication scheme based on hybrid particles is proposed after analyzing several classical quantum secure direct communication schemes.The scheme uses a quantum state carrier mixed with single photon and Bell state to transmit information,which can improve the transmission efficiency and coding ing single photon to carry out channel detection to detect the security of the channel.The unitary transformation is adopted to encode the transmitted information sequence to improve the convenience of the encoding process.The transmitted original information sequence is obtained by the unitary transformation decoding.Through experiments,the security analysis and efficiency analysis of the scheme show that the scheme is effective,feasible,safe and reliable,and has high transmission rate.Key words:Quantum communication;Single photon;Bell state;Quantum secure direct commu -nication作者简介：王争艳(1993—)，女，安徽省宿州市萧县人，硕士研究生，主研方向：通信信号与信息处理，量子安全通信。

量子安全直接通信原理与研究进展

量子安全直接通信原理与研究进展摘要：量子安全直接通信是一种在量子信道中直接传输秘密信息的通信模式。

量子安全直接通信改变了保密通信的体系结构，将现有保密通信的密钥分发和密文传输双信道结构改变为仅有一条量子直通信道的单信道结构，减少了泄露环节，提高了安全性。

量子安全直接通信是对通信理论的发展，将基于Shannon（香农）信息论的噪声信道下可靠通信发展为基于Wyner（怀纳）搭线信道理论的噪声和窃听信道下安全和可靠通信。

通过介绍量子安全直接通信的原理及特点、基于单光子和纠缠光子对的两种典型量子安全直接通信协议，综述了近年来量子安全直接通信的重要进展，展望了其发展前景。

关键词：量子安全直接通信；保密通信；量子密钥分发；量子通信1 引言在信息化时代，政府管理、军事防务、个人生活都在网络通信的参与下发生巨大改变。

由此，保护隐私信息已成为社会平稳发展至关重要的因素，甚至是颠覆性的要素，其需求已上升至国家战略层面。

当前广泛使用的保密通信是基于高度复杂的数学难题，如利用RSA公钥算法。

随着计算能力的提升，特别是量子计算机的发展，解决这些数学问题变得容易，却使现有加密技术面临巨大的挑战。

美国国家标准与技术研究院（NIST）2016年的研究报告显示[1]，许多现有的保密算法在后量子时代将不再安全。

量子保密通信是应对这一挑战的重要技术。

量子保密通信泛指利用量子态作为信息载体来传递信息的传输方式，其安全性由量子原理来保证,具备高度的安全性。

量子通信的显著优势是具备感知窃听的能力，即非法第三方对载体信号的量子态的窃听行为将不可避免地留下痕迹，从而被合法通信方发现。

自1984年Bennett和Brassard提出首个量子密钥分发协议（简称BB84协议）以来[2]，许多量子保密通信理论方案相继被提出且得到试验验证，并向实用化发展。

2 量子保密通信的主要种类目前，量子保密通信主要包括[3]量子密钥分发[2]（QKD）、量子秘密共享[4]（QSS）、量子安全直接通信[5]（QSDC）。

量子安全直接通信协议分析

量子安全直接通信协议分析韩芳;郑晶晶;胡爱娜;武海艳【摘要】量子安全直接通信协议是继量子密钥分配协议之后提出的重要协议,通过对乒乓通信协议的安全特性和CSS纠错码QSDC的安全特性的分析,提出了乒乓通信协议存在的不足以及CSS纠错码QSDC可以抵抗已有量子算法攻击,为合法者对量子直接通信的安全性判定和对窃听者的检测提供了一定的依据和标准.【期刊名称】《山东轻工业学院学报（自然科学版）》【年(卷),期】2010(024)003【总页数】3页(P14-16)【关键词】QSDC;CSS纠错码;乒乓通信协议【作者】韩芳;郑晶晶;胡爱娜;武海艳【作者单位】黄河科技学院,信息工程学院,河南,郑州,450063;黄河科技学院,信息工程学院,河南,郑州,450063;黄河科技学院,信息工程学院,河南,郑州,450063;黄河科技学院,信息工程学院,河南,郑州,450063【正文语种】中文【中图分类】TN319Abstract:The notion of quantum safety direct communication protocol has been introduced as a replacement for quantum key distribution.Ping-pong communication protocol deficiencies were put forward through security analysis for ping-pong communication protocol.CSS error-correctingcodes QSDC and CSS error-correcting codes QSDC can resist existing quantum algorithms attacks.The conclusion offers a basis and criterion for deter mining the security of quantum direct communication and checking eavesdropper.Key words:QSDC;CSS error-correcting codes;ping-pong communication protocol随着信息技术的发展,量子密码已经成为一个重要而具有吸引力的领域,量子密钥分配(Quantum key distribution,简称QK D)又是量子密钥研究的重要领域,也是量子密码系统最成熟的理论,解决了一直存在于经典密码中的密钥产生、分发的难题。

基于量子直传协议的安全即时通信系统模型设计

基于量子直传协议的安全即时通信系统模型设计
高发桂
【期刊名称】《湖北民族学院学报（自然科学版）》
【年(卷),期】2006(024)003
【摘要】量子密码通信是目前公认的唯一的绝对安全的通信方式,任何获取量子信息的操作都会因破坏量子态而被通信双方发现,从而根本上杜绝了信道窃听的存在.研究了量子直传乒乓协议的工作原理和安全特性,提出了基于P2P网络技术和量子直传乒乓协议的安全即时通信系统模型,该模型可以在保证准安全的前提下,允许通过量子信道直接传送明文.
【总页数】4页(P250-253)
【作者】高发桂
【作者单位】湖北民族学院,信息工程学院,湖北,恩施,445000
【正文语种】中文
【中图分类】TP393.02
【相关文献】
1.改进的量子安全直传Ping-Pong协议 [J], 梁彦霞;牛静;聂敏
2.基于XMPP协议的Android即时通信系统设计 [J], 黄伟敏
3.基于SIP协议的即时通信系统设计与实现 [J], 尹冀波
4.改进的量子安全直传Ping-Pong协议 [J], 梁彦霞;牛静;聂敏;
5.基于XMPP协议的即时通信系统客户端的设计与研究 [J], 于承立
因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。

1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。

Ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎｏｆｑｕａｎｔｕｍｓｅｃｕｒｅｄｉｒｅｃｔｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ
ｐｒｏｔｏｃｏｌｂａｓｅｄｏｎｆｏｕｒ — ｑｕｂｉｔｃｌｕｓｔｅｒｓｔａｔｅ
李先忠，何国田，张欣
（１．重庆师范大学计算机与信息科学学院，重庆４０１３３１；２．中国科学院重庆绿色智能技术研究院，重庆４０１１２２）
摘要：随着量子通信在近年来的不断发展，量子安全直接通信成为了量子通信的一大重要分支。但目前的实
第３０卷第１２期２０１３年１２月
计算机应用研究
ＡｐｐｌｉｃａｔｉｏｎＲｅｓｅａｒｃｈｏｆＣｏｍｐｕｔｅｒｓ
Ｖｏ１．３０Ｎｏ．１２Ｄｅｃ．２０１３
基于四粒子团簇态的量子安全直接通信协议仿真术
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｗｉｔｈｔｈｅｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔｉｆｑｕａｎｔｕｍｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ，ｑｕａｎｔｕｍｓｅｃｕｒｅｄｉｒｅｃｔｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｈａｓｂｅｃｏｍｅａｖｅｒｙｉｍｐｏｒ —
ＬＩＸｉａｎ — ｚｈｏｎｇ，ＨＥＧｕｏ — ｔｉａｎｌ Ⅲ ２ＺＨＡＮＧＸｉｎ
，
（１．ＣｏｌｌｅｇｅｏｆＣｏｍｐｕｔｅｒ＆ＩｎｆｏｒｍａｔｉｏｎＳｃｉｅｎｃｅ，ＣｈｏｎｇｑｉｎｇＮｏｒｍａｌＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｃｈｏｎｇｑｉｎｇ４０１３３１，Ｃｈｉｎａ；２．ＣｈｏｎｇｑｉｎｇＩｎｓｔｉｔｕｔｅｆＧｏｒｅｅｎ＆ＩｎｔｅｌｌｉｇｅｎｔＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，ＣｈｉｎｅｓｅＡｃａｄｅｍｙｆＳｏｃｉｅｎｃｅｓ，Ｃｈｏｎｇｑｉｎｇ４０１１２２，Ｃｈｉｎａ）
关键词：量子态；量子通信；量子安全直接通信；仿真中图分类号：ＴＰ３９１．９；ＴＰ３９３文献标志码：Ａ文章编号：１００１ — ３６９５（２０１３）１２ — ３７０５ — ０３
ｄｏｉ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１００１ — ３６９５．２０１３．１２．０４８
实现了发送方和接收方之间的有效安全通信。仿真结果体现了量子通信的高效性和绝对安全性。实验结果与
理论结果相吻合，进一步验证了பைடு நூலகம்议是安全、正确的，也证明了用计算机对量子计算进行仿真的可行性。
验设备很难满足量子通信实验。导致通信协议的正确性和安全性无法得到验证。针对这一问题，提出了一种协议仿真算法。在ＭｉｃｒｏｓｏｆｔＶｉｓｕａｌＣ＋＋６．０平台上利用Ｃ＋＋语言编写了量子安全直接通信协议的仿真程序，最终
ｒａｎｔｂｒａｎｃｈｏｆｑｕａｎｔｕｍｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ．Ｂｕｔｔｈｅｃｕｒｒｅｎｔｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔｅｑｕｉｐｍｅｎｔｉｓｄｉｆｆｉｃｕｌｔｔｏｍｅｅｔｔｈｅｑｕａｎｔｕｍｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔ，ｗｈｉｃｈｌｅａｄｓｔｏｃｏｒｒｅｃｔｎｅｓｓａｎｄｓａｆｅｔｙｏｆｔｈｅｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｐｒｏｔｏｃｏｌｃａｎｎｏｔｂｅｖｅｒｉｉｅｆｄ．Ｉｎｏｒｄｅｒｔｏｓｏｌｖｅｔｈｉｓｐｒｏｂ— ｌｅｍ．ｔｈｉｓｐａｐｅｒｐｒｏｐｏｓｅｄａｐｒｏｔｏｃｏｌｓｉｍｕｌａｔｉｏｎａｌｇｏｒｉｔｈｍ．ＩｎＭｉｃｒｏｓｏｔｆＶｉｓｕａｌＣ＋＋６．０ｐｌａｔｆｏｒｍｕｓｉｎｇＣ＋＋ｌａｎｇｕａｇｅｔｏｗｒｉｔｅｔｈｅｓｉｍｕｌａｔｉｏｎｐｒｏｇｒａｍｏｆｑｕａｎｔｕｍｓｅｃｕｒｅｄｉｒｅｃｔｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｐｒｏｔｏｃｏｌ，ｆｉｎａｌｌｙａｃｈｉｅｖｅｄｅｆｆｅｃｔｉｖｅａｎｄｓａｆｅｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｂｅ — ｔｗｅｅｎｓｅｎｄｅｒａｎｄｒｅｃｅｉｖｅｒ．Ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎｒｅｓｕｌｔｒｅｌｅｆｃｔｓｔｈｅｈｉｇｈｅｉｃｆｉｅｎｃｙａｎｄａｂｓｏｌｕｔｅｓｅｃｕｒｉｔｙｆｅａｔｕｒｅｓｏｆｑｕａｎｔｕｍｃｏｍｍｕｎｉｅａ — ｔｉｏｎ，ｉｎａｄｄｉｔｉｏｎ，ｃｏｎｓｉｓｔｅｎｔｗｉｔｈｔｈｅｔｈｅｏｒｅｔｉｃａｌｒｅｓｕｌｔｓｆｕｒｔｈｅｒｖｅｒｉｆｙｔｈｅｃｏｒｒｅｃｔｎｅｓｓｏｆｔｈｅｐｒｏｐｏｓｅｄａ￣ｅｅｍｅｎｔ，ａｌｓｏｐｒｏｖｅｓｔｈｅｆｅａｓｉｂｉｌｉｔｙｏｆｑｕａｎｔｕｍｃｏｍｐｕｔｉｎｇｓｉｍｕｌａｔｉｏｎｗｉｔｈｃｏｍｐｕｔｅｒｓ．