多用户量子密钥分配方案及协议设计
２０１２年１０月第３９卷第５期
西安电子科技大学学报（自然科学版）
ＪｏＵＲＮＡＬ０ＦＸＩＤＩＡＮＵＮＩＶＥＲＳＩＴＹ
Ｏｃｔ．２０１２
Ｖ０１．３９Ｎｏ。５
ｄｏｉ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１００１—２４００．２０１２．０５．００２
多用户量子密钥分配方案及协议设计
刘晓慧１’２，裴昌幸１，聂敏２
（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，陕西西安７１００７１；
２．西安邮电大学通信与信息工程学院，陕西西安７１００６１）
摘要：在纠缠态和纠缠交换的基础上，提出一种多用户量子密钥分发方案及协议．该方案只需九个量子信
道就可实现行用户系统两两之间的密钥分发．量子交换中心通过纠缠交换建立量子信道，量子信道一旦建
立，系统中任意两个用户即可进行量子密钥分发．还探讨了系统容量问题，结合话务量的概念，给出了量子
Ｂｅｌｌ基测量单元数ｍ与用户数ｎ的关系式．量子交换中心完成纠缠交换后不再介入密钥分发，从而保证了
通信的安全性．
关键词：多用户量子密钥分配；量子交换中心；纠缠交换；Ｂｅｌｌ基测量
中图分类号：ＴＮ９１８文献标识码：Ａ文章编号：１００１—２４００（２０１２）０５—０００６—０６
Ｍｕｌｔｉ’ｕｓｅｒｑｕａｎｔｕｍｋｅｙｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎｍｏｄｅｌ
ａｎｄｔｈｅｃｏｒｒｅｌａｔｉｖｅｐｒｏｔｏｃｏｌ
Ｌ儿，Ｘｉａｏｈｕｉｌ一，ＰＥＩＣｈａｎｇｘｉｎ９１，ＮＩＥＭｉｎ２
（１．ＳｔａｔｅＫｅｙＬａｂ．ｏｆＩｎｔｅｇｒａｔｅｄＳｅｒｖｉｃｅＮｅｔｗｏｒｋｓ，ＸｉｄｉａｎＵｎｉｖ．，Ｘｉ’ａｎ７１００７１，Ｃｈｉｎａ；２．Ｓｃｈｏｏｌｏｆ
ＣｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎａｎｄＩｎｆｏｒｍａｔｉｏｎＥｎｇｉｎｅｅｎｎｇ，Ｘｉ’ａｎＵｎｉｖ．ｏｆＰｏｓｔａｎｄＴｅｌｅｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ，Ｘｉ’ａｎ７１００７１，Ｃｈｉｎａ）
Ａｂｓｔｒａｃｔ：ＷｅｐｒｏｐｏｓｅａＭｕｌｔｉ—ｕｓｅｒＱｕａｎｔｕｍＫｅｙＤｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ（ＭＱＫＤ）ｐｒｏｔｏｃ０１．ｗｈｉｃｈｏｎｌｙｎｅｅｄｓｎ
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Ｓｔａｔｅｍｅａｓｔｕｒｅｍｅｎｔ
量子密钥分配（ＱＫＤ）是量子密码学的重要分支之一．量子密钥分配协议与基于计算复杂性的经典密码分配协议不同，它是基于量子力学特性的，而且是惟一被证明无条件安全的协议．量子密钥分配允许两个用户Ａｌｉｃｅ和Ｂｏｂ共享一个随机密钥以确保他们之间的信息不会被窃取或泄漏．自从Ｂｅｎｎｅｔ等人１９８４年提出了第１个量子密钥分配协议（即ＢＢ８４协议）［１］以来，量子密钥分配就得到越来越多的关注，并取得了快速发展．ＢＢ８４协议和１９９２年Ｂｅｎｎｅｔ等人提出的ＢＢＭ９２协议瞳３只使用单粒子分发密钥．英国牛津大学的Ｅｋｅｒｔ于１９９１年提出的Ｅ９１协议¨ｏ首次采用ＥＰＲ纠缠比特设计量子密钥分发协议．２０００年，Ｃａｂｅｌｌｏ提出的两个量子密钥分配协议［４。５１分别采用纠缠交换和极化光子．２００２年至２００４年清华大学的龙桂鲁研究团队
收稿日期：２０１１—１２—２６网络出版时间：２０１２—０５—２３
基金项目：国家自然科学基金资助项目（６１０７２０６７，６１１７２０７１）；高等学校学科创新引智计划资助项目（Ｂ０８０３８）；国家重点实验室专项资金资助项目（ＩＳＮｌ００１００４）；陕西省自然科学基础研究计划资助项目（２０ＬＯＪＭ８０２１）；陕西省教育厅专项科研计划资助项目
（２０ｌＯＪＫ８３４，２０１ＩＪＫｌ０１７）
作者简介：刘晓慧（１９７６一），女，西安电子科技大学博士研究生，Ｅ—ｍａｉｌ：ｘｈｌｉｕ＠ｍａｉｌ．ｘｉｄｉａｎ．ｅｄｕ．ｃｎ．
网络出版地址：ｈｔｔｐ：／／ｗｗｗ．ｃｎｋｉ．ｎｅｔ／ｋｃｍｓ／ｄｅｔａｉｌ／６１．１０７６．ＴＮ．２０１２０５２３．１６３３．２０１２０５．９００８．ｈｔｍｌ
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