[发明专利]一种测量设备无关的量子安全直接通信系统

说明书

本发明实施例提供一种测量设备无关的量子安全直接通信系统，包括：发送端，接收端，和第三方，其中，发送端和接收端分别制备用于安全检测的第一光子序列和第三光子序列并发送给第三方进行测量，进而发送端和接收端根据测量结果进行安全检测，当安全检测通过后，发送端将需要传输的信息加载到预先构建好的第二光子序列中，并发送给第三方，接收端将第四光子序列发送给第三方，第三方将第二光子序列和第四光子序列的测量结果发送给接收端，以完成一次通信过程，其中，第一光子序列和第二光子序列中包含相互纠缠的光子对；第三光子序列和第四光子序列中包含相互纠缠的光子对。本发明可以在保证通信安全的前提下避免探测设备造成的安全漏洞。

技术领域

本发明实施例涉及量子通信领域，尤其涉及一种测量设备无关的量子安全直接通信系统。

背景技术

经典信息传输安全的实现方案大多是信息发送方把明文用密钥加密为密文，经过传输后，信息接收方用密钥把密文解密为明文。该过程的密钥产生与分发所依赖的密钥体系，其安全性属于计算安全性。即以现有的经典计算机水平无法在有效时间内破解密钥。但是随着量子计算机相关研究的发展，以及量子算法的出现，导致传统意义上依赖于计算安全性的经典密钥体系受到了威胁。

量子保密通信是量子力学与信息论相结合的交叉学科，其目的在于提供一种新的依靠物理机制来保证信息传输安全的方法。量子安全保密通信方案主要分为三类，分别是量子密钥分发(Quantum key distribution,QKD),量子秘密共享(Quantum secret share,QSS)以及量子安全直接通信(Quantum secure direct communication,QSDC)。

量子保密通信保证信息传输安全的原理主要依赖于物理中的“量子随机性”与“量子不可克隆原理”。不过在其应用中，实际器件与理论上有一定偏差，导致其实际安全性受到一定威胁。量子通信系统一般使用单光子源或纠缠光源作为信息载体，包括光源、传输信道与测量装置三大部分，每一个部分都存在部分安全漏洞。针对这些漏洞，部分研究者已经提出了一些量子攻击方案，这些方案大多针对探测设备的缺陷展开。测量设备无关(Measurement device independent,MDI)技术主要是为了解决测量设备漏洞问题而提出的一种技术，最早应用在QKD方案上。所谓的MDI，实际上是把原先处于通信方的探测过程交由第三方来进行探测并公开相应探测结果。第三方不一定是可信的，因此所有针对探测设备的攻击手段都可以等价为第三方的攻击行为。由于通信双方不再拥有任何探测设备，故在此环境下设计的，可以保证安全的量子保密通信方案相当于屏蔽掉了针对探测器漏洞的量子攻击手段。量子安全直接通信在理论上具有诸多优点，但是由于在实际应用中仍然需要依赖物理器件，因此器件特别是探测器本身缺陷带来的漏洞无法避免。

发明内容

本发明实施例提供一种测量设备无关的量子安全直接通信系统，用以解决现有技术中量子通信时探测器本身缺陷造成的安全漏洞问题。

本发明实施例提供一种测量设备无关的量子安全直接通信系统，包括：

发送端，用于制备第一光子序列和第二光子序列，所述第一光子序列用于发送给第三方并进行安全检测，所述第二光子序列用于加载信息，并发送给第三方以完成通信。

接收端，用于制备第三光子序列和第四光子序列，所述第三光子序列用于发送给第三方并进行安全检测，所述第四光子序列用于发送给第三方与所述第二光子序列进行测量，通过接收第二光子序列和第四光子序列的测量结果，以完成通信。

第三方，用于接收所述第一光子序列和第三光子序列，对所述第一光子序列和第三光子序列进行测量，并公布测量结果，同时用于接收第二光子序列和第四光子序列，并对所述第二光子序列和第四光子序列进行测量，将所述第二光子序列和第四光子序列的测量结果发送给接收方。

其中，所述第一光子序列和所述第二光子序列中包含相互纠缠的光子对；所述第三光子序列和第四光子序列中包含相互纠缠的光子对。