《噪聲環境下的量子保密通信研究》是依託福建師範大學，由林崧擔任項目負責人的青年科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：噪聲環境下的量子保密通信研究
- 項目類別：青年科學基金項目
- 項目負責人：林崧
- 依託單位：福建師範大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
量子信道中必然存在的噪聲成為量子密碼邁向實用必須克服的一個重要難點問題。本項目擬結合量子資訊理論的思想，分析量子信道噪聲特性，對噪聲環境下量子保密通信的協定設計與安全性分析進行研究。（1）在集體噪聲假設下，尋找關於幾種常見噪聲的無消相干子空間，進而設計可抵抗不同集體噪聲的量子密鑰分發協定。（2）利用All-or-Nothing變換、糾錯碼等技術，通過添加對秘密訊息的預處理過程，解決噪聲信道下量子安全直接通信問題。（3）基於密碼分組連結模式，提出一種改進的可重用基序列量子密鑰分發協定，提高其密鑰生成率。（4）對現有的量子安全直接通信協定中可能存在的安全漏洞進行分析，提出一些簡便有效的攻擊方法及相應的解決方案。（5）結合量子態確定性區分技術，深入研究光子數分裂攻擊策略，以及如何提高協定在該攻擊下的實際效率和安全傳輸距離。本課題的研究將對量子密碼理論的完善起到一定促進作用，有助於其實際套用的推廣。
結題摘要
本項目圍繞噪聲信道下的量子密碼協定設計和安全性分析中的若干問題，從量子密鑰分發、量子私密比較和量子簽名三個方向開展研究，取得了一系列有特色的創新性成果。在量子密鑰分發方面，利用Bell態構造可抵抗兩類常見噪聲的消相干子空間，進而設計出相應的密鑰分發協定；針對量子密鑰分發協定在實際量子網路中的套用，提出了可進行身份認證的多用戶量子密鑰分發協定，並利用單粒子、Bell態和Greenberger-Horne-Zeilinger態來實現這類協定。私密比較是安全多方計算中的一個基礎密碼原語。利用d維單粒子態、Bell態和x態分別設計了各具特色的量子私密比較協定；同時基於中國剩餘定理，解決了多方量子私密比較（量子匿名排序）中的信號粒子維數過高的問題，提出了基於低維單粒子的量子匿名排序協定。在量子簽名方面，對已有量子公平盲簽名方案的安全性進行分析，並提出相應的攻擊策略。在此基礎上，通過使用Greenberger-Horne-Zeilinger態和經典哈希函式，設計了一個量子公平盲簽名方案；對量子仲裁簽名中接受者否認攻擊的安全性問題進行分析，給出一個解決該問題的方法，並結合一個經典單向哈希函式和隨機數設計一個不使用糾纏態的密鑰可重用的量子仲裁簽名方案。此外，對量子算法中的若干問題進行探索。結合最低有效位方法和糾錯碼技術，對健壯性量子圖像水印算法的設計進行研究，提出了相應的嵌入和提取方案；利用離散量子遊走的特性，設計高效的量子聚類算法。
