量子安全通信中的量子信息隐藏协议分析与设计

论文摘要

量子通信以量子力学为基础,理论上具有无条件安全性。与经典信息科学相比,量子的不可克隆性与非局域性使得量子信息隐藏更为隐蔽。量子隐写作为信息隐藏的一个分支,可以分为多个类别,而其中最为常见的,就是通过单粒子或多粒子量子载体运用量子秘密通信特征进行量子隐写。在量子隐写中,量子信道总是会带有一定的量子噪声,量子噪声会影响传输的量子载体,从而影响信息的传输。因此,抗噪的量子隐写协议具有重要的现实意义。本文探讨和研究内容如下:(1)提出了一种基于改进的乒乓协议的抗噪且高效的量子隐写协议。它能有效利用量子纠缠的特性,通过本地的量子逻辑门高效地实现秘密信息的提取和嵌入。最后对新协议进行性能分析,并通过举例详细分析了新协议中量子秘密信息对量子噪声的抵抗能力,同时还能实现不错的秘密信息容量,良好的隐蔽性及很好的安全性。(2)提出了一种基于χ型量子纠缠态的抗噪的大容量双向量子隐写协议。该算法在传输秘密信息的同时并不会影响到载体信息的传输,也就是说新协议可以同时传输秘密信息和载体信息。相比于以往的量子隐写算法,新算法的容量可以通过多种手段得到大幅度的提升。此外,常见的量子噪声对新协议的影响也被详细的列举出来,说明了新协议的抗噪声稳健性。详细的分析也证明了本算法具有更好的隐蔽性,安全性。(3)提出一种基于布朗态的抗噪的量子隐写协议。该协议将五粒子的布朗态作为载体,使得其隐蔽性和容量得到显著的提高。和之前的协议不同,新协议在传输秘密信息的过程中并没有使用到经典信道,这使得安全性也得到了保证。此外,新协议对量子噪声也有一定的抵抗能力。分析表明,即使在存在量子噪声的信道中传输时,秘密信息也有着很高的保真度。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
•   1.1 课题研究的背景和意义
•   1.2 国内外研究现状
•   1.3 论文主要工作和篇章结构
• 第二章 量子算法基础
•   2.1 量子计算基础
•   2.2 量子安全直接通信协议举例:BF协议
•   2.3 量子噪声
• 第三章 一种基于改进乒乓协议的量子隐写协议
•   3.1 引言
•   3.2 准备工作
•   3.3 隐写协议
•   3.4 性能分析
•   3.5 本章小结
• 第四章 一种基于Χ纠缠态的抗噪声量子隐写协议
•   4.1 引言
•   4.2 准备工作
•   4.3 隐写协议
•   4.4 噪声环境下的传输
•   4.5 性能分析
•   4.6 本章小结
• 第五章 一种基于布朗态的量子隐写协议
•   5.1 引言
•   5.2 准备工作
•   5.3 隐写协议
•   5.4 性能分析
•   5.5 本章小结
• 第六章 总结与展望
•   6.1 本文研究工作的总结
•   6.2 研究工作展望
• 致谢
• 参考文献
• 作者简介

文章来源

类型: 硕士论文

作者: 朱天成

导师: 瞿治国,王金伟

关键词: 量子隐写协议,量子噪声,隐蔽性,容量,安全性

来源: 南京信息工程大学

年度: 2019

分类: 基础科学,信息科技

专业: 物理学,电信技术

单位: 南京信息工程大学

分类号: O413;TN918

DOI: 10.27248/d.cnki.gnjqc.2019.000589

总页数: 58

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