[发明专利]基于扩展的GHZ-W态和量子一次一密的确定安全量子通信与身份认证协议

说明书

技术领域

本发明涉及一种量子安全通信中的窃听检测方法，采用扩展GHZ-W态作为检测粒子,结合身份认证和一次一密，能将窃听检测效率提高到81％。

背景技术

目前，量子安全通信领域始终存在的安全问题如窃听、拒绝服务攻击、中间人攻击等攻击行为，这些攻击行为会造成机密信息被窃听或不能准确地传给接收方，尤其是通过“纠缠”等方法对机密信息的窃听，会对通信过程造成很大破坏。在量子安全通信领域，已有通信协议的窃听检测效率并不是很高，如2003年邓富国等人在量子直接通信与量子超密编码基础上提出了一种基于EPR对的两步量子直接通信协议^[1]，该检测效率只能达到50％，远远不能满足安全通信的要求。

超密编码涉及习惯上称为发送者和接收者的双方，彼此相距很远，他们的任务是发送者要给接收者传送一些经典信息。设发送者有两个经典比特的信息要发送给接收者，但只被允许发送一个单量子比特给接收者，设发送者和接收者开始共享一对处于纠缠态的量子比特，最初发送者拥有第一量子比特，而接收者拥有第二量子比特。通过把所有的单量子比特发送给接收者，发送者事实上可以传两个经典比特信息给接收者。

|ψ>=|00>+|11>2---(1)]]>

如果希望把比特串“00”发送给接收者，发送者不需要对量子比特做操作；如果希望发送“01”，则在比特上应用相位翻转Z；如果希望发送“10”，则应用量子非门X到量子比特上；如果希望发送“11”，则应用iY到量子比特上。结果为以下四个状态：

00:|ψ>→|00>+|11>2]]>

01:|ψ>→|00>-|11>2]]>

10:|ψ>→|10>+|01>2]]>