J4 ›› 2014, Vol. 31 ›› Issue (4): 449-458.

• 《量子电子学报》创刊三十周年纪念专辑 • 上一篇    下一篇

量子密钥分发系统的现实无条件安全性

王金东,张智明   

  1. 华南师范大学广东省微纳光子功能材料与器件重点实验室(信息光电子科技学院); 华南师范大学广东省量子调控工程与材料重点实验室,广州 510006
  • 出版日期:2014-07-28 发布日期:2014-07-30
  • 通讯作者: 张智明(1956-)博士,教授、博士生导师,主要研究领域为量子光学与量子信息。 E-mail:zmzhang@scnu.edu.cn
  • 作者简介:王金东,华南师范大学副教授,硕士生导师,主要研究领域:量子通信与量子光学,Email:wangjd@scnu.edu.cn
  • 基金资助:
    国家自然科学基金重大研究计划(91121023),国家自然科学基金(61378012;11374107),高等学校博士学科点专项科研基金 (20124407110009),“973”计划 (2011CBA00200;2013CB921804 ), 教育部“长江学者和创新团队发展计划” (IRT1243)

Unconditional security of quantum key distribution based on practical devices

Wang Jindong,Zhang Zhiming   

  1. Laboratory of Nanophotonic Functional Materials & Devices (SIPSE),and Laboratory of Quantum Engineering & Quantum Materials, South China Normal University, Guangzhou 510006,China
  • Published:2014-07-28 Online:2014-07-30

摘要: 量子密钥分发系统由于能够提供一种物理上安全的密钥分发方式,因此成为量子信息领域的研究热点,其中如何在现实条件下保证量子密钥分发的无条件安全性是该领域的一个重要研究课题。本文从经典保密通信系统中具有完善保密性的一次一密体制出发,介绍了量子密钥分发系统的应用模型和整体保密通信系统的安全性基础,以及自量子密钥分发协议被提出以来量子密钥传输现实无条件安全性的研究进展,重点介绍了针对现实条件安全漏洞的各种类型的量子黑客攻击方案、防御方式,以及最近两年被广泛重视的与测量设备无关的量子密钥分发系统的理论和实验进展。

关键词: 量子光学,一次一密,量子密钥分发,无条件安全性,攻击与防御

Abstract: Quantum Key Distribution (QKD) is one of the most active research fields in quantum information science and technology. It can provide a method to generate a shared secret key between two distant parties, and has unconditional security guaranteed by physics laws even if the eavesdropper Eve has unlimited computational power and storage capacity. The unconditional security with the practical devices is an important problem in QKD research. We first introduce the perfect secrecy of the One-Time Pad (OTP) and a model combining the OTP and the QKD. Then we summarize the development of the unconditional security of the QKD. The emphasis is put on the quantum attack schemes based on practical systems and the corresponding countmeasures. The recent advances of the measurement device independent QKD (MDI-QKD) scheme are described in detail.

Key words: quantum optics,one-time pad (OTP), quantum key distribution (QKD), unconditional security, attack and countmeasures

中图分类号: