基于单光子的单向量子安全通信协议

权东晓; 裴昌幸; 刘丹; 赵楠

doi:10.7498/aps.59.2493

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提出了基于单光子的单向量子安全通信方案.发送方在对信息序列进行编码操作之前首先将其和随机序列进行异或操作并插入校验序列.接收方收到光子后对其进行延迟，此后发送方公布编码基从而使接收方在正确的基下进行测量.接着双方通过校验序列判断信道的安全性，如果信道安全，则发送方公布接收方有测量结果的位置所对应的随机序列，接收方由此恢复出信息序列；如果信道不安全，窃听者所获得的只是随机的发送序列，信息序列仍然是安全的.此协议与双向通信协议相比具有传输效率高、易于实现等优点.

关键词:

作者及机构信息

1.
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,西安 710071

基金项目: 国家自然科学基金（批准号：60572147, 60672119）、高等学校学科创新引智计划（批准号：B08038）和国家重点实验室专项基金（批准号：ISN02080002, ISN090307）资助的课题.

参考文献

[1]	［1］Bennett C H, Brassard G 1984 Proceedings of the IEEE International Conference on Computers, Systems, and Signal Processing Bangalore, India, December,1984 p175
[2]	［2］Ekert A K 1991 Phys. Rev. Lett. 67 661
[3]	［3］Long G L, Liu X S 2002 Phys. Rev. A 65 032302
[4]	［4］Deng F G, Long G L 2003 Phys. Rev. A 68 042315
[5]	［5］Deng F G, Long G L, Wang Y, Xiao L 2004 Chin. Phys. Lett. 21 2097
[6]	［6］Wang X B 2005 Phys. Rev. A 72 012322
[7]	［7］He G Q, Yi Z, Zhu J, Zeng G H 2007 Acta Phys. Sin. 56 6427 (in Chinese) ［何广强、易智、朱骏、曾贵华 2007 物理学报 56 6427］
[8]	［8］Zhao Y B, Heid M, Rigas J, Lütkenhaus N 2009 Phys. Rev. A 79 012307
[9]	［9］Hillery M, Buzek V, Berthiaume A 1999 Phys. Rev. A 59 1829
[10]	］Karlsson A, Koashi M, Imoto N 1999 Phys. Rev. A 59 162
[11]	］Bogdanski J, Rafiei N, Bourennane M 2008 Phys. Rev. A 78 062307
[12]	］Bostrom K, Felbinger T 2002 Phys. Rev. Lett. 89 187902
[13]	］Deng F G, Long G L, Liu X S 2003 Phys. Rev. A 68 042317
[14]	］Deng F G, Long G L 2004 Phys. Rev. A 69 052319
[15]	］Wang C, Deng F G, Li Y S 2005 Phys. Rev. A 71 044305
[16]	］Zhu A D, Xia Y, Fan Q B, Zhang S 2006 Phys. Rev. A 73 022338
[17]	］Li X H, Deng F G, Zhou H Y 2006 Phys. Rev. A 74 054302
[18]	］Wang J, Zhang Q, Tang C J 2006 Phys. Lett. A 358 256
[19]	］Wang J, Chen H Q, Zhang Q, Tang C J 2007 Acta Phys. Sin. 56 673 (in Chinese) ［王剑、陈皇卿、张权、唐朝京 2007 物理学报 56 673］
[20]	］Lin S, Wen Q Y, Gao F, Zhu F C 2008 Phys. Rev. A 78 064304
[21]	］Wang M J, Pan W 2008 Chin. Phys. Lett. 25 3860
[22]	］Long G L, Deng F G, Wang C 2007 Front. Phys. China 2 251
[23]	］Bennett C H, Wiesner S J 1992 Phys. Rev. Lett. 69 2881
[24]	］Wojcik A 2003 Phys. Rev. Lett. 90 157901
[25]	］Cai Q Y 2003 Phys. Rev. Lett. 91 109801
[26]	］Beige A, Englert B G, Kurtsiefer C, Weinfurter H 2002 Acta Phys. Pol. A 101 357
[27]	］Gao T, Yan F L, Wang Z X 2005 J. Phys. A 38 5761
[28]	］Man Z X, Zhang Z J, Li Y 2005 Chin. Phys. Lett. 22 18
[29]	］Li X H, Deng F G, Li C Y, Liang Y J, Zhou P, Zhou H Y 2006 J. Korean Phys. Soc. 49 1354
[30]	］Cai Q Y 2006 Phys. Lett. A 351 23

施引文献

[1]	［1］Bennett C H, Brassard G 1984 Proceedings of the IEEE International Conference on Computers, Systems, and Signal Processing Bangalore, India, December,1984 p175
[2]	［2］Ekert A K 1991 Phys. Rev. Lett. 67 661
[3]	［3］Long G L, Liu X S 2002 Phys. Rev. A 65 032302
[4]	［4］Deng F G, Long G L 2003 Phys. Rev. A 68 042315
[5]	［5］Deng F G, Long G L, Wang Y, Xiao L 2004 Chin. Phys. Lett. 21 2097
[6]	［6］Wang X B 2005 Phys. Rev. A 72 012322
[7]	［7］He G Q, Yi Z, Zhu J, Zeng G H 2007 Acta Phys. Sin. 56 6427 (in Chinese) ［何广强、易智、朱骏、曾贵华 2007 物理学报 56 6427］
[8]	［8］Zhao Y B, Heid M, Rigas J, Lütkenhaus N 2009 Phys. Rev. A 79 012307
[9]	［9］Hillery M, Buzek V, Berthiaume A 1999 Phys. Rev. A 59 1829
[10]	］Karlsson A, Koashi M, Imoto N 1999 Phys. Rev. A 59 162
[11]	］Bogdanski J, Rafiei N, Bourennane M 2008 Phys. Rev. A 78 062307
[12]	］Bostrom K, Felbinger T 2002 Phys. Rev. Lett. 89 187902
[13]	］Deng F G, Long G L, Liu X S 2003 Phys. Rev. A 68 042317
[14]	］Deng F G, Long G L 2004 Phys. Rev. A 69 052319
[15]	］Wang C, Deng F G, Li Y S 2005 Phys. Rev. A 71 044305
[16]	］Zhu A D, Xia Y, Fan Q B, Zhang S 2006 Phys. Rev. A 73 022338
[17]	］Li X H, Deng F G, Zhou H Y 2006 Phys. Rev. A 74 054302
[18]	］Wang J, Zhang Q, Tang C J 2006 Phys. Lett. A 358 256
[19]	］Wang J, Chen H Q, Zhang Q, Tang C J 2007 Acta Phys. Sin. 56 673 (in Chinese) ［王剑、陈皇卿、张权、唐朝京 2007 物理学报 56 673］
[20]	］Lin S, Wen Q Y, Gao F, Zhu F C 2008 Phys. Rev. A 78 064304
[21]	］Wang M J, Pan W 2008 Chin. Phys. Lett. 25 3860
[22]	］Long G L, Deng F G, Wang C 2007 Front. Phys. China 2 251
[23]	］Bennett C H, Wiesner S J 1992 Phys. Rev. Lett. 69 2881
[24]	］Wojcik A 2003 Phys. Rev. Lett. 90 157901
[25]	］Cai Q Y 2003 Phys. Rev. Lett. 91 109801
[26]	］Beige A, Englert B G, Kurtsiefer C, Weinfurter H 2002 Acta Phys. Pol. A 101 357
[27]	］Gao T, Yan F L, Wang Z X 2005 J. Phys. A 38 5761
[28]	］Man Z X, Zhang Z J, Li Y 2005 Chin. Phys. Lett. 22 18
[29]	］Li X H, Deng F G, Li C Y, Liang Y J, Zhou P, Zhou H Y 2006 J. Korean Phys. Soc. 49 1354
[30]	］Cai Q Y 2006 Phys. Lett. A 351 23

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基于单光子的单向量子安全通信协议

1. 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,西安 710071

基金项目:

国家自然科学基金（批准号：60572147, 60672119）、高等学校学科创新引智计划（批准号：B08038）和国家重点实验室专项基金（批准号：ISN02080002, ISN090307）资助的课题.

收稿日期: 2009-07-11

修回日期: 2009-07-30

刊出日期: 2010-02-05

摘要: 提出了基于单光子的单向量子安全通信方案.发送方在对信息序列进行编码操作之前首先将其和随机序列进行异或操作并插入校验序列.接收方收到光子后对其进行延迟，此后发送方公布编码基从而使接收方在正确的基下进行测量.接着双方通过校验序列判断信道的安全性，如果信道安全，则发送方公布接收方有测量结果的位置所对应的随机序列，接收方由此恢复出信息序列；如果信道不安全，窃听者所获得的只是随机的发送序列，信息序列仍然是安全的.此协议与双向通信协议相比具有传输效率高、易于实现等优点.

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