在联合旋转噪音环境下的两步量子安全直接通信协议的安全性分析

来源 :北京邮电大学 | 被引量 : 1次 | 上传用户:jpyssy
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随着计算机科学与技术的发展,人们对信息的安全性越来越重视,以往的安全性检测方案已经无法满足人们对信息安全的要求,新型的、安全性检测效率更高的方案成为人们争相追逐的对象。随着量子通信技术的发展,各种各样的量子通信方案也相继被提出。作为一种全新的量子通信技术,量子安全直接通信具有以往通信技术所不具备的众多优点,所以对量子安全直接通信技术的研究具有非常重要的理论意义。2003年邓国富等人基于EPR对以数据块的形式提出了一个“两步”量子安全直接通信协议[1],并对协议的基本原理和安全性问题进行了讨论,但是对该协议的安全性讨论中忽略了噪音因素的存在。然而环境中的噪音是不可避免的,所以分析在噪音环境下,“两步”量子安全直接通信协议的安全性就变得非常有意义,可以为今后新的量子安全直接通信协议的出现提供一定的理论基础,加快量子安全直接通信的实用化步伐。为了讨论在噪音环境下两步量子安全直接通信协议的安全性,我们首先引入了一个噪音处理模型,并计算出单纯由噪音导致的量子比特误码率Q0。在双方通信过程中,如果一旦发现量子比特误码率Q大于Q0,则意味着信道中存在窃听者Eve,此时量子信道是不安全的。在分析协议安全性的过程中,我们发现如果窃听者想要获得同样的信息量,必然会造成量子比特误码率的增大。在噪音水平处于可研究范围内,取噪音水平的极值,即当噪音水平ε=0.11时,量子比特误码率Q<0.153 =Q0时,Eve窃听的最大信息量I<1,也就是Eve什么都没有窃听到,即量子信道是安全的。同理,当量子比特误码率Q>0.153=Q0时,Eve窃听的最大信息量I>1,意味着量子信道是不安全的。
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