誘騙態(tài)環(huán)回差分正交相移量子密鑰分發(fā)協(xié)議

摘 要： 環(huán)回差分相移協(xié)議是一類特殊的高維相位編碼的量子密鑰分發(fā)協(xié)議，具有免參數(shù)監(jiān)控和高誤碼容忍的兩項獨特優(yōu)勢。環(huán)回差分正交相移協(xié)議是該協(xié)議的一種改進協(xié)議，采用四種相位的編碼方案代替原本的兩相位編碼方案，能夠?qū)崿F(xiàn)更好的協(xié)議性能。雖然環(huán)回差分相移類協(xié)議可以免參數(shù)監(jiān)控運行，但是當采用參數(shù)監(jiān)控方案時可以實現(xiàn)更高的性能表現(xiàn)。該文提出一種環(huán)回差分正交相移協(xié)議的誘騙態(tài)方案，通過監(jiān)控不同強度脈沖串的計數(shù)率給出更加緊致的密鑰率公式。根據(jù)的仿真結(jié)果，誘騙態(tài)的環(huán)回差分正交相移協(xié)議相比不使用誘騙態(tài)的協(xié)議具有明顯的性能優(yōu)勢。

關鍵詞： 環(huán)回差分正交相移協(xié)議; 環(huán)回差分相移協(xié)議; 量子密鑰分發(fā); 誘騙態(tài)

中圖分類號： TB9 文獻標志碼： A 文章編號： 1674–5124（2024）12–0060–05

0 引 言

量子密鑰分發(fā)[1] 是量子信息領域最接近實用化的技術(shù)，它使得距離遙遠的通信雙方能夠安全地共享相同的隨機比特串，從而可以將其作為密鑰用于實現(xiàn)安全的保密通信。近年來，量子密鑰分發(fā)發(fā)展十分迅速，在理論研究[2-7] 和實驗研究[8-13] 方面都產(chǎn)生了一系列重要進展。

環(huán)回差分相移（ round-robin differential phaseshift，RRDPS）協(xié)議[14] 是一種特殊的高維時間戳相位編碼協(xié)議，它使用多個脈沖間的相位差進行編碼，而測量端僅提取其中兩個脈沖之間的相位差用于生成密鑰，竊聽者無法提前獲知這兩個脈沖的位置，這限制了竊聽者能夠獲取的信息量上界，從而保證了協(xié)議的安全性。與其他協(xié)議不同，RRDPS 協(xié)議運行時不需要監(jiān)控竊聽者的攻擊情況，這可以簡化協(xié)議的執(zhí)行流程。另外，RRDPS 協(xié)議還具有容忍誤碼能力強這一優(yōu)勢。該協(xié)議已經(jīng)過廣泛的實驗驗證[15-17]，在理論研究方面也受到廣泛關注[18-20]。