[发明专利]基于连续变量的两步量子安全直接通信方法

说明书

本发明提供了一种基于连续变量的两步量子安全直接通信方法，包括：发送方随机选择压缩算符S(r)制备双模压缩态光S_AS_B，将检测光S_B发送给接收方进行信道检测和身份认证；确认信道安全并完成身份认证后；发送方采用块传输将信息编码在信号光S_A上并发送给接收方，接收方通过比对信息块中的检测比特从而恢复出原始信息序列。本发明在信道检测阶段同时完成身份认证，可以有效避免中间人攻击；信息传输阶段，接收方通过检测比特判断是否存在窃听，并且通过联合测量，在光束的振幅和相位上均可得到秘密消息，其通信效率可以达到100％。

技术领域

本发明属于量子安全通信技术领域，具体涉及一种基于连续变量的两步量子安全直接通信方法。

背景技术

量子通信利用量子力学原理进行信息传输和处理，具有高安全、高容量等优点。量子安全直接通信在量子信道中直接传输秘密信息，是一种新式的量子通信模式，近年来得到了迅速的发展。

“Yuan L,Ji C,Ji S,et al.Continuous Variable Quantum Secure DirectCommunication in Non-Markovian Channel[J].International Journal ofTheoretical Physics,2015,54(6):1968-1973.”提出了一种非马尔科夫信道下基于双模连续变量相关性的连续变量量子安全直接通信协议。该方案利用两组高斯连续变量在合法通信方之间传输消息，且该方案仅通过对比发送方双模光的纠缠度和接收方双模光的纠缠度来保证安全性，可以有效抵御不同环境下的高斯克隆攻击。

“王朝,刘建伟,刘潇,et al.A Novel Deterministic Secure QuantumCommunication Scheme with Einstein–Podolsky–Rosen Pairs and Single Photons[J].Communications in Theoretical Physics,2013,60(10):397-404.”提出了一个基于Bell态和单光子的量子安全直接通信方案，该方案采用离散变量且通过两步传输将信息发送到接收方。在理想信道下，该方案可以抵抗截取重发攻击、纠缠测量攻击在内的各种攻击。该方案除检查窃听的诱骗粒子外，所有粒子都用来传输秘密信息，但其通信效率为50％。

发明内容

针对现有技术存在的不足，本发明的目的在于，提供一种基于连续变量的两步量子安全直接通信方法，解决现有技术中通信效率低的问题。

为了解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案予以实现：

一种基于连续变量的两步量子安全直接通信方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1，发送方随机选择双模压缩算符S(r)作用于真空态|0₁、|0₂，得到双模压缩态光S_A、S_B；

步骤2，发送方保留双模压缩态光S_A、S_B中的S_A，并将S_B发送给接收方；

步骤3，发送方以时间间隙t_A对S_A的振幅或相位进行测量，得到第一次S_A的测量结果；