量子保密通信协议新进展/“十三五”科学技术专著丛书 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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秦素娟，温巧燕，高飞，李丹丹 著

图书标签:

• 量子通信
• 量子保密
• 密码学
• 信息安全
• 量子密钥分发
• 十三五
• 科技专著
• 通信工程
• 物理学
• 网络安全

出版社： 北京邮电大学出版社

ISBN：9787563551071

版次：1

商品编码：12231757

包装：平装

丛书名： “十三五”科学技术专著丛书

开本：16开

出版时间：2017-08-01

用纸：胶版纸

页数：317

正文语种：中文

内容简介

　　《量子保密通信协议新进展/“十三五”科学技术专著丛书》以作者及其课题组多年的研究成果为主体，结合国内外学者在量子保密通信领域的代表性成果，对这一领域的几个主要研究内容作了系统论述，并提出一些与目前研究紧密相关的新研究课题。全书共分8章，第1章介绍量子保密通信研究所需要的量子力学基础知识；第2章研究量子密钥分发；第3章研究量子秘密共享；第4章研究量子安全多方计算；第5章研究量子保密查询；第6章研究量子签名；第7章研究量子匿名通信；第8章研究可验证的量子随机数扩展。
　　《量子保密通信协议新进展/“十三五”科学技术专著丛书》自成体系，内容由浅入深，参考文献丰富，方便读者自学。它既可作为对量子保密通信感兴趣的读者的入门教材，帮助他们尽快熟悉量子密码领域并了解国际前沿进展，也可作为量子保密通信领域研究工作者的参考用书，适用于物理学、密码学、数学等学科的科研人员、教师、研究生和高年级本科生。

目录

第1章 量子力学基础知识
1．1 基本概念
1．1．1 状态空间和量子态
1．1．2 完备正交基
1．1．3 量子比特
1．1．4 算子
1．1．5 测量
1．1．6 表象及表象变换
1．1．7 密度算子
1．1．8 Schmidt分解和纠缠态
1．1．9 纠缠交换
1．1．10 密集编码
1．2 基本原理
1．2．1 测不准原理
1．2．2 量子不可克隆定理
1．2．3 非正交量子态不可区分定理
本章参考文献

第2章 量子密钥分发
2．1 能够抵抗集体噪声的安全BB84改进方案
2．1．1 截获重发攻击下的DF-BB84协议
2．1．2 改进方案
2．1．3 结束语
2．2 高效的反事实量子密钥分发方案
2．2．1 反事实QKD协议原理
2．2．2 改进的高效的反事实QKD协议
2．2．3 结束语
2．3 单光子联合检测的多方量子密码协议
2．3．1 三方QKD协议
2．3．2 超密编码攻击方案
2．3．3 三方QKD协议改进
2．3．4 单光子联合检测多方量子密码协议模型
2．3．5 结束语
2．4 联合检测的抗集体噪声的多用户量子密钥分发协议
2．4．1 构造MQCP-CD中酉正操作的方法
2．4．2 星形网络结构的基于单粒子和联合测量的MQKD协议
2．4．3 安全性分析
2．4．4 结束语
2．5 利用选择测量基编码的量子密钥分发协议
2．5．1 KMR13协议回顾
2．5．2 基于KMR13的QKD协议
2．5．3 安全性证明
2．5．4 结束语
2．6 诱骗态量子密钥分发的有限密钥分析
2．6．1 量子密钥分发模型
2．6．2 偏差估计
2．6．3 安全密钥界
2．6．4 实验实现
2．7 测量设备无关的量子密钥分发协议的安全性分析
2．7．1 MDI QKD协议过程
2．7．2 有限密钥安全性分析
2．7．3 模拟结果
2．7．4 结束语
本章参考文献

第3章 量子秘密共享
3．1 基于集体窃听检测的多方量子秘密共享协议
3．1．1 三方OSS协议
3．1．2 安全性分析
3．1．3 多方QSS协议
3．1．4 结束语
3．2 动态量子秘密共享
3．2．1 拟星形Cluster态
3．2．2 经典信息的动态共享
3．2．3 量子信息的动态共享
3．2．4 结束语
3．3 利用局域操作和经典通信的量子秘密共享
3．3．1 在高维系统中量子态的局域区分性
3．3．2 LOCC-QSS协议
3．3．3 结束语
3．4 对KKI量子秘密共享协议的安全性分析
3．4．1 KKI协议简介
3．4．2 安全性分析
3．4．3 结束语
3．5 一类利用单光子的量子秘密共享协议的安全性
3．5．1 一般模型
3．5．2 安全性条件
3．5．3 安全协议的构造方法
3．5．4 结束语
本章参考文献

第4章 量子安全多方计算
4．1 量子百万富翁协议
4．1．1 协议描述
4．1．2 安全性分析
4．1．3 与现有方案的比较
4．1．4 结束语
4．2 抗集体噪声的联合测量保密比较协议
4．2．1 利用单光子和联合测量的QPC协议
4．2．2 与现有方案的比较
4．2．3 能够抵抗集体噪声的鲁棒QPC协议
4．2．4 安全性分析
4．2．5 结束语
4．3 量子匿名排序
4．3．1 安全单方单数据排序
4．3．2 半诚实模型下的量子匿名多方多数据排序协议
4．3．3 基于量子密钥共享的量子匿名多方多数据排序协议
4．3．4 基于量子密钥分发的量子匿名多方多数据排序协议
4．3．5 协议的安全性分析
4．3．6 结束语
4．4 注记
本章参考文献

第5章 量子保密查询
5．1 基于量子密钥分配的灵活的量子保密查询方案
5．1．1 协议描述
5．1．2 安全性分析
5．1．3 结束语
5．2 基于不均衡态BB84QKD的实用量子保密块查询方案
5．2．1 不均衡态BB84量子密钥分发技术
5．2．2 量子保密块查询协议
5．2．3 安全性分析
5．2．4 结束语
5．3 基于单光子多脉冲态的量子保密查询方案
5．3．1 利用单光子多脉冲的信息编码方式
5．3．2 协议描述
5．3．3 安全性分析
5．3．4 结束语
5．4 具有抗联合测量攻击性能的实用量子保密查询方案
5．4．1 协议描述
5．4．2 安全性分析
5．4．3 结束语
5．5 量子保密查询中不经意密钥的后处理
5．5．1 稀释方法
5。5．2 改进稀释方法的安全性分析
5．5．3 纠错方法
5．5．4 结束语
5．6 注记
本章参考文献

第6章 量子签名
6．1 仲裁量子签名基础知识和典型方案
6．1．1 未知量子态相等性比较技术
6．1．2 量子加密算法
6．1．3 典型仲裁量子签名方案介绍
6．1．4 小结
6．2 仲裁量子签名的安全性分析
6．2．1 用Bell态的AQS方案的分析
6．2．2 不用纠缠态的AQS方案的分析
6．2．3 讨论
6．2．4 小结
6．3 仲裁量子签名安全性再分析
6．3．1 Choi加密算法的脆弱性分析
6．3．2 一般性加密算法的脆弱性分析
6．3．3 小结
6．4 提高仲裁量子签名安全性的策略
6．4．1 特定条件下的Choi加密算法改进
6．4．2 一般情况下的改进加密算法设计
6．4．3 小结
6．5 仲裁量子群签名方案的安全性分析
6．5．1 针对Wen的Bell态仲裁量子群签名方案分析
6．5．2 针对Xu的非纠缠态仲裁量子群签名方案分析
6．5．3 讨论
6．5．4 小结
6．6 基于对称密钥的量子公钥密码
6．6．1 对GMN方案的安全性分析
6．6．2 基于量子加密的Q=PKC
6．6．3 安全性分析
6．6．4 讨论与结论
6．7 本章总结
本章参考文献

第7章 量子匿名通信
7．1 预备知识
7．2 匿名接收者的量子传输
7．2．1 协议描述
7．2．2 协议分析
7．2．3 结束语
7．3 完全匿名的量子传输
7．3．1 协议描述
7．3．2 协议分析
7．3．3 结束语
7．4 基于量子一次一密的匿名量子通信
7．4．1 协议描述
7．4．2 协议分析
7．4．3 结束语
7．5 自统计量子匿名投票
7．5．1 量子资源
7．5．2 协议描述
7．5．3 协议分析
7．5．4 协议扩展
7．5．5 结束语
本章参考文献

第8章 可验证的量子随机数扩展协议
8．1 设备无关的量子随机数扩展
8．2 放松假设条件对半设备无关随机数扩展协议的影响
8．2．1 半设备无关模型描述
8．2．2 模拟量子相关性
8．2．3 结束语
8．3 半设备无关随机数扩展协议的安全性
8．3．1 在理想的条件下的解析关系
8．3．2 实际条件下的解析关系
8．3．3 刻画非经典相关的程度
8．3．4 结束语
8．4 提高半设备无关随机数扩展协议中可验证的随机性
8．4．1 利用全部观测值量化随机性
8．4．2 结束语
8．5 半设备无关部分自由随机源的随机性增强方案
8．5．1 模型简介
8．5．2 可行域和随机性认证
8．5．3 解析函数
8．5．4 结束语
8．6 基于3→1QRAC的半设备无关部分自由随机源随机性扩展协议
8．6．1 可行域
8．6．2 随机性认证和解析函数
8．6．3 结束语
8．7 测量相关对广义CHSH-Bell测试在单轮和多轮情况的影响
8．7．1 单轮场景
8．7．2 多轮场景
8．7．3 结束语
本章参考文献

《量子保密通信协议新进展》 概述 本书深入探讨了量子保密通信协议领域的最新研究成果与发展趋势，重点聚焦于“十三五”期间我国在这一前沿科技领域取得的重大突破。作为“十三五”科学技术专著丛书的重要组成部分，本书汇集了国内外顶尖科研机构和学者的智慧结晶，旨在系统梳理和总结量子保密通信协议的理论基础、核心技术、关键协议设计、实验实现与应用前景。本书不仅为相关领域的科研人员、技术开发者提供了前沿的理论指导和技术参考，也为政策制定者、行业决策者勾勒出量子保密通信的未来发展蓝图，对于推动我国在量子信息科技领域的战略性发展具有重要的理论和实践意义。 内容深度与广度 本书共分为十四章，每个章节都围绕量子保密通信协议的不同侧面展开，力求内容严谨、逻辑清晰、论述详实。 第一章：量子保密通信的基本原理 本章首先回顾了量子力学基本概念，包括量子态、量子叠加、量子纠缠等，并解释了这些基本原理如何成为实现信息安全的基础。接着，详细介绍了量子密钥分发（QKD）的核心思想，即利用量子态的不可克隆性和测量塌缩性来保证密钥分发的安全性。通过阐述EPR佯谬、贝尔不等式等经典实验，以及其对量子纠缠的深刻揭示，为后续章节引入更复杂的量子协议奠定坚实的理论基础。 第二章：经典密码学与量子密码学的演进 本章将量子保密通信置于整个密码学发展的历史长河中进行考察。详细阐述了从对称加密、公钥加密到哈希函数等经典密码学技术的工作原理、安全模型及其面临的挑战，特别是随着计算能力的飞速发展，经典密码学在量子计算面前的脆弱性。在此基础上，引出量子密码学的概念，对比分析量子密码学与经典密码学的安全性差异，强调量子密码学在理论上的“无条件安全”优势，为读者理解量子保密通信的必要性与重要性提供宏观视角。 第三章：BB84协议及其变种 BB84协议作为第一个提出的量子密钥分发协议，是理解所有后续量子协议的基石。本章将深入剖析BB84协议的完整流程，包括量子态的制备、传输、测量以及密钥的协商与后处理。详细讲解其安全性证明，并分析可能存在的攻击方式，如测不准攻击、重构攻击等，以及相应的防御措施。同时，本章还将介绍BB84协议的一些重要变种，例如B92协议、ESI01协议等，阐述它们在协议设计上的改进和安全性上的提升。 第四章：Decoy State QKD协议 本章聚焦于“诱骗态”（Decoy State）技术在QKD协议中的应用。详细阐述了诱骗态技术如何有效应对光子数分离（FNL）攻击，以及提升协议的有效性和安全性。通过数学建模和仿真分析，展示诱骗态计数如何精确估计真诱骗态光子的数量，从而在实际操作中抵御各种基于对探测器响应的攻击。本章还将介绍不同诱骗态方案的性能比较，以及其在长距离QKD中的重要作用。 第五章：高维量子密钥分发协议 本章将研究领域拓展到高维量子密钥分发（High-dimensional QKD）。详细介绍利用光子的偏振、轨道角动量等多个自由度来编码信息，从而提升密钥容量和安全性。阐述高维QKD协议的设计原理，包括高维量子态的制备、测量，以及其在理论上和实践中可能带来的安全增益。同时，探讨高维QKD在抵抗量子计算攻击和提升传输效率方面的优势。 第六章：量子隐形传态与量子通信网络 本章探讨量子保密通信在构建量子网络中的作用。详细介绍量子隐形传态（Quantum Teleportation）的基本原理和实现方式，以及它作为实现量子信息传输和构建量子互联网的关键技术。在此基础上，深入分析如何将QKD技术与其他量子网络协议相结合，构建安全可靠的量子通信网络，实现量子信息的分布式处理和资源共享。 第七章：量子密钥分发的实验实现技术 本章将理论研究与实际工程紧密结合。详细介绍当前实现QKD协议所必需的关键实验技术，包括高性能单光子源的设计与制备、高效率单光子探测器的选择与优化、高精度量子态制备与操控技术等。同时，还会分析长距离量子通信面临的挑战，如光纤损耗、大气干扰等，以及相关的解决方案，如量子中继、量子卫星等。 第八章：量子保密通信协议的安全性分析与证明 本章旨在提供更为严谨的安全性论证。深入探讨各种量子保密通信协议在理论上的安全性证明方法，包括基于信息论安全、基于假设的安全等。详细分析各种潜在的侧信道攻击（Side-channel Attacks），如时间侧信道、能量侧信道等，以及相应的防御策略。本章还将讨论在实际实现中，如何将理论安全性转化为可信赖的工程实现。 第九章：基于量子保密通信的应用前景 本章展望量子保密通信在各个领域的广阔应用前景。详细分析其在金融、政务、军事、医疗等关键领域的应用场景，例如构建安全的金融交易平台、保障国家机密信息的安全传输、实现安全的远程医疗诊断等。同时，也会探讨量子保密通信在未来互联网、物联网等新兴技术发展中的核心作用。 第十章：量子保密通信协议的标准化进展 本章关注量子保密通信的产业化与标准化进程。介绍当前国内外主要的标准化组织（如ITU-T、ETSI、ISO等）在量子保密通信领域的标准化工作进展，包括已发布的标准、正在制定的标准草案等。分析标准化对于推动量子保密通信技术普及、降低应用成本、促进产业健康发展的重要意义。 第十一章：中国在量子保密通信领域的成就 本章将重点介绍我国在量子保密通信领域的代表性成就。“十三五”期间，我国在量子通信网络建设、量子卫星通信、地面城域量子通信网络等方面取得了举世瞩目的成就。本书将详细介绍“墨子号”量子科学实验卫星的发射与在轨实验成果，例如实现千公里级的量子纠缠分发、全球首次量子保密通信网络等。同时，也会梳理我国在量子芯片、量子器件、量子算法等方面的最新研究进展。 第十二章：面向未来的量子保密通信协议研究 本章将目光投向量子保密通信协议的未来发展方向。探讨如何设计更高效、更安全、更普适的量子保密通信协议，例如后量子密码学（Post-Quantum Cryptography）的融合、量子安全多方计算（Quantum Secure Multiparty Computation）等。同时，也会讨论如何应对未来可能出现的更强大的量子计算机对现有量子协议提出的挑战。 第十三章：与人工智能的交叉融合 本章探讨量子保密通信与人工智能（AI）的交叉融合。分析AI技术如何辅助量子保密通信协议的设计、优化和安全性分析，例如利用机器学习来识别和防御量子攻击，利用AI来优化量子态制备和测量效率。反之，量子保密通信技术又如何为AI应用提供更高的安全保障，例如构建安全的AI模型训练平台、实现安全的AI决策过程。 第十四章：量子保密通信的挑战与机遇 本章对全书内容进行总结，并提出对量子保密通信未来发展的一些思考。系统梳理当前量子保密通信在技术、成本、标准化、人才培养等方面面临的挑战，并在此基础上，进一步阐述其在国家安全、经济发展、科学研究等领域所带来的巨大机遇。本书旨在激励更多科研工作者投身于量子保密通信的研究与实践，共同推动这一颠覆性技术的蓬勃发展。 阅读对象 本书适合于高等院校相关专业的本科生、研究生，以及从事量子信息、密码学、信息安全、计算机科学等领域的研究人员和技术工程师。同时，也适用于对量子科技有浓厚兴趣的科技爱好者、政策研究人员和行业决策者。 价值与贡献 《量子保密通信协议新进展》一书，作为“十三五”时期我国量子科技领域的重要成果展示，不仅填补了国内在系统性阐述量子保密通信协议最新进展方面的空白，也为我国在该领域的国际竞争中奠定了坚实的基础。本书的出版，将有力推动我国量子保密通信技术的研究、开发与应用，为构建安全可信的数字社会贡献重要力量。

评分☆☆☆☆☆

“量子保密通信协议新进展”这个书名，在我看来，已经预示着它是一本面向专业人士，或是对该领域有一定基础的读者而准备的。我个人在学习和工作过程中，偶尔会接触到一些通信技术方面的内容，但量子通信对我来说，仍然是一个相对陌生的领域。然而，我对这个领域充满着强烈的好奇心和求知欲。这本书的出现，正是我想要深入了解量子保密通信的绝佳机会。我猜想，书中应该会包含许多专业术语、理论推导和技术细节，这对我来说既是挑战，也是学习的动力。我希望这本书能够系统地介绍量子保密通信的发展历程，从早期的理论探索到如今的协议设计，再到未来的发展趋势。特别想知道，在“十三五”这个国家重点发展的时期，我们的科研人员是如何攻克技术难关，取得突破性进展的。我非常期待这本书能够为我打开一扇了解前沿科技的大门，让我能够站在巨人的肩膀上，眺望通信技术的未来。

评分☆☆☆☆☆

哇，这本书的名字听起来就很有分量，虽然我还没来得及细读，但仅仅是书名“量子保密通信协议新进展”就足以勾起我的好奇心。作为一名对未来科技发展颇为关注的普通读者，我对“量子”这个词总是充满敬畏和向往。它代表着一种颠覆性的力量，一种能够彻底改变我们认知和应用世界的方式。而“保密通信”更是与我们日常生活息息相关，在信息爆炸的时代，数据安全和隐私保护的重要性不言而喻。这本书放在“‘十三五’科学技术专著丛书”里，更是让我觉得它一定蕴含着国家层面的重要研究成果和前沿方向。我脑海中不禁浮现出各种科幻电影中关于信息加密、黑客攻击、以及国家间信息战的场景，这本书是否会揭示一些我们普通人难以想象的，关于未来通信安全的奥秘呢？它会不会讲述那些潜心研究的科学家们，如何在微观的量子世界里，构建起一道道坚不可摧的信息屏障？我特别期待它能用相对易懂的方式，为我们描绘出量子保密通信的宏伟蓝图，让我们这些科技爱好者也能搭上这趟思想的快车，窥探未来的无限可能。

评分☆☆☆☆☆

这本书的书名，特别是“新进展”这三个字，让我感觉它不像一本沉闷的教科书，更像是一本能跟上时代步伐的报告。我虽然不是这个领域的专家，但我一直对科技的进步保持着高度的关注，尤其是那些能够改变我们生活方式的颠覆性技术。量子保密通信听起来就非常酷，它似乎能解决我们目前在网络安全上面临的一些根本性难题。我猜想这本书会介绍一些最新的研究成果，也许是一些我从未听说过的协议，或者是对现有协议的重大改进。我希望能在这本书里看到一些实际的应用案例，比如，量子保密通信是如何被用于金融、政府或者军事领域的，它又给这些领域带来了怎样的安全升级。同时，“十三五”这个词让我觉得这本书的内容是有时效性的，是近几年我国在量子保密通信领域取得成就的总结，这让我觉得很有价值，可以了解国家在科技创新方面的投入和成果。

评分☆☆☆☆☆

这本书名“量子保密通信协议新进展”直接点明了核心内容，让人对接下来的阅读充满了期待。我本身对信息安全和网络安全有着浓厚的兴趣，平时也会关注相关的技术动态。但相比于传统的加密技术，量子保密通信听起来就更加神秘和强大。我猜想这本书一定会深入探讨量子密钥分发（QKD）等关键技术，以及围绕这些技术发展出来的各种协议。我好奇的是，这些协议在安全性上是否能够达到理论上的“绝对安全”？它们在实际部署中会遇到哪些挑战？比如，如何在复杂的网络环境中实现高效、可靠的量子密钥传输？书中是否会涉及相关的实验验证和标准化工作？“十三五”作为国家重要的五年发展规划，这本书放在这个丛书里，暗示了我国在这一领域的投入和取得的成果，这让我对我国的科技实力感到振奋，也希望能通过这本书了解更多具体的进展和亮点。

评分☆☆☆☆☆

这本书的书名，特别是“新进展”这三个字，让我眼前一亮。感觉它不是一本泛泛而谈的书，而是会深入到具体的、正在发生的技术革新中去。我平时会关注一些科技新闻，也接触过一些关于量子计算和量子通信的科普文章，但总觉得它们停留在概念层面，不够深入。我希望这本书能够填补我在这方面的知识空白。它会不会详细介绍一些最新的量子保密通信协议，比如那些在国际上引起广泛关注的、突破性的研究成果？我想了解这些协议是如何设计的，它们的理论基础是什么，又在实际应用中展现出怎样的优越性。同时，我也很好奇“十三五”这个时间节点意味着什么，它是不是代表着在这个五年规划期间，我国在量子保密通信领域取得了显著的进步，这本书正是对这些成就的一次集中展现？如果书里能包含一些图表、公式，甚至是一些案例分析，那就更好了，这样可以帮助我更好地理解那些复杂的概念，并感受到科技进步的实际冲击力。