量子保密通信協議新進展/“十三五”科學技術專著叢書 pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

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秦素娟，溫巧燕，高飛，李丹丹 著

圖書標籤:

• 量子通信
• 量子保密
• 密碼學
• 信息安全
• 量子密鑰分發
• 十三五
• 科技專著
• 通信工程
• 物理學
• 網絡安全

齣版社： 北京郵電大學齣版社

ISBN：9787563551071

版次：1

商品編碼：12231757

包裝：平裝

叢書名： “十三五”科學技術專著叢書

開本：16開

齣版時間：2017-08-01

用紙：膠版紙

頁數：317

正文語種：中文

內容簡介

　　《量子保密通信協議新進展/“十三五”科學技術專著叢書》以作者及其課題組多年的研究成果為主體，結閤國內外學者在量子保密通信領域的代錶性成果，對這一領域的幾個主要研究內容作瞭係統論述，並提齣一些與目前研究緊密相關的新研究課題。全書共分8章，第1章介紹量子保密通信研究所需要的量子力學基礎知識；第2章研究量子密鑰分發；第3章研究量子秘密共享；第4章研究量子安全多方計算；第5章研究量子保密查詢；第6章研究量子簽名；第7章研究量子匿名通信；第8章研究可驗證的量子隨機數擴展。
　　《量子保密通信協議新進展/“十三五”科學技術專著叢書》自成體係，內容由淺入深，參考文獻豐富，方便讀者自學。它既可作為對量子保密通信感興趣的讀者的入門教材，幫助他們盡快熟悉量子密碼領域並瞭解國際前沿進展，也可作為量子保密通信領域研究工作者的參考用書，適用於物理學、密碼學、數學等學科的科研人員、教師、研究生和高年級本科生。

目錄

第1章 量子力學基礎知識
1．1 基本概念
1．1．1 狀態空間和量子態
1．1．2 完備正交基
1．1．3 量子比特
1．1．4 算子
1．1．5 測量
1．1．6 錶象及錶象變換
1．1．7 密度算子
1．1．8 Schmidt分解和糾纏態
1．1．9 糾纏交換
1．1．10 密集編碼
1．2 基本原理
1．2．1 測不準原理
1．2．2 量子不可剋隆定理
1．2．3 非正交量子態不可區分定理
本章參考文獻

第2章 量子密鑰分發
2．1 能夠抵抗集體噪聲的安全BB84改進方案
2．1．1 截獲重發攻擊下的DF-BB84協議
2．1．2 改進方案
2．1．3 結束語
2．2 高效的反事實量子密鑰分發方案
2．2．1 反事實QKD協議原理
2．2．2 改進的高效的反事實QKD協議
2．2．3 結束語
2．3 單光子聯閤檢測的多方量子密碼協議
2．3．1 三方QKD協議
2．3．2 超密編碼攻擊方案
2．3．3 三方QKD協議改進
2．3．4 單光子聯閤檢測多方量子密碼協議模型
2．3．5 結束語
2．4 聯閤檢測的抗集體噪聲的多用戶量子密鑰分發協議
2．4．1 構造MQCP-CD中酉正操作的方法
2．4．2 星形網絡結構的基於單粒子和聯閤測量的MQKD協議
2．4．3 安全性分析
2．4．4 結束語
2．5 利用選擇測量基編碼的量子密鑰分發協議
2．5．1 KMR13協議迴顧
2．5．2 基於KMR13的QKD協議
2．5．3 安全性證明
2．5．4 結束語
2．6 誘騙態量子密鑰分發的有限密鑰分析
2．6．1 量子密鑰分發模型
2．6．2 偏差估計
2．6．3 安全密鑰界
2．6．4 實驗實現
2．7 測量設備無關的量子密鑰分發協議的安全性分析
2．7．1 MDI QKD協議過程
2．7．2 有限密鑰安全性分析
2．7．3 模擬結果
2．7．4 結束語
本章參考文獻

第3章 量子秘密共享
3．1 基於集體竊聽檢測的多方量子秘密共享協議
3．1．1 三方OSS協議
3．1．2 安全性分析
3．1．3 多方QSS協議
3．1．4 結束語
3．2 動態量子秘密共享
3．2．1 擬星形Cluster態
3．2．2 經典信息的動態共享
3．2．3 量子信息的動態共享
3．2．4 結束語
3．3 利用局域操作和經典通信的量子秘密共享
3．3．1 在高維係統中量子態的局域區分性
3．3．2 LOCC-QSS協議
3．3．3 結束語
3．4 對KKI量子秘密共享協議的安全性分析
3．4．1 KKI協議簡介
3．4．2 安全性分析
3．4．3 結束語
3．5 一類利用單光子的量子秘密共享協議的安全性
3．5．1 一般模型
3．5．2 安全性條件
3．5．3 安全協議的構造方法
3．5．4 結束語
本章參考文獻

第4章 量子安全多方計算
4．1 量子百萬富翁協議
4．1．1 協議描述
4．1．2 安全性分析
4．1．3 與現有方案的比較
4．1．4 結束語
4．2 抗集體噪聲的聯閤測量保密比較協議
4．2．1 利用單光子和聯閤測量的QPC協議
4．2．2 與現有方案的比較
4．2．3 能夠抵抗集體噪聲的魯棒QPC協議
4．2．4 安全性分析
4．2．5 結束語
4．3 量子匿名排序
4．3．1 安全單方單數據排序
4．3．2 半誠實模型下的量子匿名多方多數據排序協議
4．3．3 基於量子密鑰共享的量子匿名多方多數據排序協議
4．3．4 基於量子密鑰分發的量子匿名多方多數據排序協議
4．3．5 協議的安全性分析
4．3．6 結束語
4．4 注記
本章參考文獻

第5章 量子保密查詢
5．1 基於量子密鑰分配的靈活的量子保密查詢方案
5．1．1 協議描述
5．1．2 安全性分析
5．1．3 結束語
5．2 基於不均衡態BB84QKD的實用量子保密塊查詢方案
5．2．1 不均衡態BB84量子密鑰分發技術
5．2．2 量子保密塊查詢協議
5．2．3 安全性分析
5．2．4 結束語
5．3 基於單光子多脈衝態的量子保密查詢方案
5．3．1 利用單光子多脈衝的信息編碼方式
5．3．2 協議描述
5．3．3 安全性分析
5．3．4 結束語
5．4 具有抗聯閤測量攻擊性能的實用量子保密查詢方案
5．4．1 協議描述
5．4．2 安全性分析
5．4．3 結束語
5．5 量子保密查詢中不經意密鑰的後處理
5．5．1 稀釋方法
5。5．2 改進稀釋方法的安全性分析
5．5．3 糾錯方法
5．5．4 結束語
5．6 注記
本章參考文獻

第6章 量子簽名
6．1 仲裁量子簽名基礎知識和典型方案
6．1．1 未知量子態相等性比較技術
6．1．2 量子加密算法
6．1．3 典型仲裁量子簽名方案介紹
6．1．4 小結
6．2 仲裁量子簽名的安全性分析
6．2．1 用Bell態的AQS方案的分析
6．2．2 不用糾纏態的AQS方案的分析
6．2．3 討論
6．2．4 小結
6．3 仲裁量子簽名安全性再分析
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 小結
6．4 提高仲裁量子簽名安全性的策略
6．4．1 特定條件下的Choi加密算法改進
6．4．2 一般情況下的改進加密算法設計
6．4．3 小結
6．5 仲裁量子群簽名方案的安全性分析
6．5．1 針對Wen的Bell態仲裁量子群簽名方案分析
6．5．2 針對Xu的非糾纏態仲裁量子群簽名方案分析
6．5．3 討論
6．5．4 小結
6．6 基於對稱密鑰的量子公鑰密碼
6．6．1 對GMN方案的安全性分析
6．6．2 基於量子加密的Q=PKC
6．6．3 安全性分析
6．6．4 討論與結論
6．7 本章總結
本章參考文獻

第7章 量子匿名通信
7．1 預備知識
7．2 匿名接收者的量子傳輸
7．2．1 協議描述
7．2．2 協議分析
7．2．3 結束語
7．3 完全匿名的量子傳輸
7．3．1 協議描述
7．3．2 協議分析
7．3．3 結束語
7．4 基於量子一次一密的匿名量子通信
7．4．1 協議描述
7．4．2 協議分析
7．4．3 結束語
7．5 自統計量子匿名投票
7．5．1 量子資源
7．5．2 協議描述
7．5．3 協議分析
7．5．4 協議擴展
7．5．5 結束語
本章參考文獻

第8章 可驗證的量子隨機數擴展協議
8．1 設備無關的量子隨機數擴展
8．2 放鬆假設條件對半設備無關隨機數擴展協議的影響
8．2．1 半設備無關模型描述
8．2．2 模擬量子相關性
8．2．3 結束語
8．3 半設備無關隨機數擴展協議的安全性
8．3．1 在理想的條件下的解析關係
8．3．2 實際條件下的解析關係
8．3．3 刻畫非經典相關的程度
8．3．4 結束語
8．4 提高半設備無關隨機數擴展協議中可驗證的隨機性
8．4．1 利用全部觀測值量化隨機性
8．4．2 結束語
8．5 半設備無關部分自由隨機源的隨機性增強方案
8．5．1 模型簡介
8．5．2 可行域和隨機性認證
8．5．3 解析函數
8．5．4 結束語
8．6 基於3→1QRAC的半設備無關部分自由隨機源隨機性擴展協議
8．6．1 可行域
8．6．2 隨機性認證和解析函數
8．6．3 結束語
8．7 測量相關對廣義CHSH-Bell測試在單輪和多輪情況的影響
8．7．1 單輪場景
8．7．2 多輪場景
8．7．3 結束語
本章參考文獻

《量子保密通信協議新進展》 概述 本書深入探討瞭量子保密通信協議領域的最新研究成果與發展趨勢，重點聚焦於“十三五”期間我國在這一前沿科技領域取得的重大突破。作為“十三五”科學技術專著叢書的重要組成部分，本書匯集瞭國內外頂尖科研機構和學者的智慧結晶，旨在係統梳理和總結量子保密通信協議的理論基礎、核心技術、關鍵協議設計、實驗實現與應用前景。本書不僅為相關領域的科研人員、技術開發者提供瞭前沿的理論指導和技術參考，也為政策製定者、行業決策者勾勒齣量子保密通信的未來發展藍圖，對於推動我國在量子信息科技領域的戰略性發展具有重要的理論和實踐意義。 內容深度與廣度 本書共分為十四章，每個章節都圍繞量子保密通信協議的不同側麵展開，力求內容嚴謹、邏輯清晰、論述詳實。 第一章：量子保密通信的基本原理 本章首先迴顧瞭量子力學基本概念，包括量子態、量子疊加、量子糾纏等，並解釋瞭這些基本原理如何成為實現信息安全的基礎。接著，詳細介紹瞭量子密鑰分發（QKD）的核心思想，即利用量子態的不可剋隆性和測量塌縮性來保證密鑰分發的安全性。通過闡述EPR佯謬、貝爾不等式等經典實驗，以及其對量子糾纏的深刻揭示，為後續章節引入更復雜的量子協議奠定堅實的理論基礎。 第二章：經典密碼學與量子密碼學的演進 本章將量子保密通信置於整個密碼學發展的曆史長河中進行考察。詳細闡述瞭從對稱加密、公鑰加密到哈希函數等經典密碼學技術的工作原理、安全模型及其麵臨的挑戰，特彆是隨著計算能力的飛速發展，經典密碼學在量子計算麵前的脆弱性。在此基礎上，引齣量子密碼學的概念，對比分析量子密碼學與經典密碼學的安全性差異，強調量子密碼學在理論上的“無條件安全”優勢，為讀者理解量子保密通信的必要性與重要性提供宏觀視角。 第三章：BB84協議及其變種 BB84協議作為第一個提齣的量子密鑰分發協議，是理解所有後續量子協議的基石。本章將深入剖析BB84協議的完整流程，包括量子態的製備、傳輸、測量以及密鑰的協商與後處理。詳細講解其安全性證明，並分析可能存在的攻擊方式，如測不準攻擊、重構攻擊等，以及相應的防禦措施。同時，本章還將介紹BB84協議的一些重要變種，例如B92協議、ESI01協議等，闡述它們在協議設計上的改進和安全性上的提升。 第四章：Decoy State QKD協議 本章聚焦於“誘騙態”（Decoy State）技術在QKD協議中的應用。詳細闡述瞭誘騙態技術如何有效應對光子數分離（FNL）攻擊，以及提升協議的有效性和安全性。通過數學建模和仿真分析，展示誘騙態計數如何精確估計真誘騙態光子的數量，從而在實際操作中抵禦各種基於對探測器響應的攻擊。本章還將介紹不同誘騙態方案的性能比較，以及其在長距離QKD中的重要作用。 第五章：高維量子密鑰分發協議 本章將研究領域拓展到高維量子密鑰分發（High-dimensional QKD）。詳細介紹利用光子的偏振、軌道角動量等多個自由度來編碼信息，從而提升密鑰容量和安全性。闡述高維QKD協議的設計原理，包括高維量子態的製備、測量，以及其在理論上和實踐中可能帶來的安全增益。同時，探討高維QKD在抵抗量子計算攻擊和提升傳輸效率方麵的優勢。 第六章：量子隱形傳態與量子通信網絡 本章探討量子保密通信在構建量子網絡中的作用。詳細介紹量子隱形傳態（Quantum Teleportation）的基本原理和實現方式，以及它作為實現量子信息傳輸和構建量子互聯網的關鍵技術。在此基礎上，深入分析如何將QKD技術與其他量子網絡協議相結閤，構建安全可靠的量子通信網絡，實現量子信息的分布式處理和資源共享。 第七章：量子密鑰分發的實驗實現技術 本章將理論研究與實際工程緊密結閤。詳細介紹當前實現QKD協議所必需的關鍵實驗技術，包括高性能單光子源的設計與製備、高效率單光子探測器的選擇與優化、高精度量子態製備與操控技術等。同時，還會分析長距離量子通信麵臨的挑戰，如光縴損耗、大氣乾擾等，以及相關的解決方案，如量子中繼、量子衛星等。 第八章：量子保密通信協議的安全性分析與證明 本章旨在提供更為嚴謹的安全性論證。深入探討各種量子保密通信協議在理論上的安全性證明方法，包括基於信息論安全、基於假設的安全等。詳細分析各種潛在的側信道攻擊（Side-channel Attacks），如時間側信道、能量側信道等，以及相應的防禦策略。本章還將討論在實際實現中，如何將理論安全性轉化為可信賴的工程實現。 第九章：基於量子保密通信的應用前景 本章展望量子保密通信在各個領域的廣闊應用前景。詳細分析其在金融、政務、軍事、醫療等關鍵領域的應用場景，例如構建安全的金融交易平颱、保障國傢機密信息的安全傳輸、實現安全的遠程醫療診斷等。同時，也會探討量子保密通信在未來互聯網、物聯網等新興技術發展中的核心作用。 第十章：量子保密通信協議的標準化進展 本章關注量子保密通信的産業化與標準化進程。介紹當前國內外主要的標準化組織（如ITU-T、ETSI、ISO等）在量子保密通信領域的標準化工作進展，包括已發布的標準、正在製定的標準草案等。分析標準化對於推動量子保密通信技術普及、降低應用成本、促進産業健康發展的重要意義。 第十一章：中國在量子保密通信領域的成就 本章將重點介紹我國在量子保密通信領域的代錶性成就。“十三五”期間，我國在量子通信網絡建設、量子衛星通信、地麵城域量子通信網絡等方麵取得瞭舉世矚目的成就。本書將詳細介紹“墨子號”量子科學實驗衛星的發射與在軌實驗成果，例如實現韆公裏級的量子糾纏分發、全球首次量子保密通信網絡等。同時，也會梳理我國在量子芯片、量子器件、量子算法等方麵的最新研究進展。 第十二章：麵嚮未來的量子保密通信協議研究 本章將目光投嚮量子保密通信協議的未來發展方嚮。探討如何設計更高效、更安全、更普適的量子保密通信協議，例如後量子密碼學（Post-Quantum Cryptography）的融閤、量子安全多方計算（Quantum Secure Multiparty Computation）等。同時，也會討論如何應對未來可能齣現的更強大的量子計算機對現有量子協議提齣的挑戰。 第十三章：與人工智能的交叉融閤 本章探討量子保密通信與人工智能（AI）的交叉融閤。分析AI技術如何輔助量子保密通信協議的設計、優化和安全性分析，例如利用機器學習來識彆和防禦量子攻擊，利用AI來優化量子態製備和測量效率。反之，量子保密通信技術又如何為AI應用提供更高的安全保障，例如構建安全的AI模型訓練平颱、實現安全的AI決策過程。 第十四章：量子保密通信的挑戰與機遇 本章對全書內容進行總結，並提齣對量子保密通信未來發展的一些思考。係統梳理當前量子保密通信在技術、成本、標準化、人纔培養等方麵麵臨的挑戰，並在此基礎上，進一步闡述其在國傢安全、經濟發展、科學研究等領域所帶來的巨大機遇。本書旨在激勵更多科研工作者投身於量子保密通信的研究與實踐，共同推動這一顛覆性技術的蓬勃發展。 閱讀對象 本書適閤於高等院校相關專業的本科生、研究生，以及從事量子信息、密碼學、信息安全、計算機科學等領域的研究人員和技術工程師。同時，也適用於對量子科技有濃厚興趣的科技愛好者、政策研究人員和行業決策者。 價值與貢獻 《量子保密通信協議新進展》一書，作為“十三五”時期我國量子科技領域的重要成果展示，不僅填補瞭國內在係統性闡述量子保密通信協議最新進展方麵的空白，也為我國在該領域的國際競爭中奠定瞭堅實的基礎。本書的齣版，將有力推動我國量子保密通信技術的研究、開發與應用，為構建安全可信的數字社會貢獻重要力量。

評分☆☆☆☆☆

哇，這本書的名字聽起來就很有分量，雖然我還沒來得及細讀，但僅僅是書名“量子保密通信協議新進展”就足以勾起我的好奇心。作為一名對未來科技發展頗為關注的普通讀者，我對“量子”這個詞總是充滿敬畏和嚮往。它代錶著一種顛覆性的力量，一種能夠徹底改變我們認知和應用世界的方式。而“保密通信”更是與我們日常生活息息相關，在信息爆炸的時代，數據安全和隱私保護的重要性不言而喻。這本書放在“‘十三五’科學技術專著叢書”裏，更是讓我覺得它一定蘊含著國傢層麵的重要研究成果和前沿方嚮。我腦海中不禁浮現齣各種科幻電影中關於信息加密、黑客攻擊、以及國傢間信息戰的場景，這本書是否會揭示一些我們普通人難以想象的，關於未來通信安全的奧秘呢？它會不會講述那些潛心研究的科學傢們，如何在微觀的量子世界裏，構建起一道道堅不可摧的信息屏障？我特彆期待它能用相對易懂的方式，為我們描繪齣量子保密通信的宏偉藍圖，讓我們這些科技愛好者也能搭上這趟思想的快車，窺探未來的無限可能。

評分☆☆☆☆☆

這本書的書名，特彆是“新進展”這三個字，讓我感覺它不像一本沉悶的教科書，更像是一本能跟上時代步伐的報告。我雖然不是這個領域的專傢，但我一直對科技的進步保持著高度的關注，尤其是那些能夠改變我們生活方式的顛覆性技術。量子保密通信聽起來就非常酷，它似乎能解決我們目前在網絡安全上麵臨的一些根本性難題。我猜想這本書會介紹一些最新的研究成果，也許是一些我從未聽說過的協議，或者是對現有協議的重大改進。我希望能在這本書裏看到一些實際的應用案例，比如，量子保密通信是如何被用於金融、政府或者軍事領域的，它又給這些領域帶來瞭怎樣的安全升級。同時，“十三五”這個詞讓我覺得這本書的內容是有時效性的，是近幾年我國在量子保密通信領域取得成就的總結，這讓我覺得很有價值，可以瞭解國傢在科技創新方麵的投入和成果。

評分☆☆☆☆☆

“量子保密通信協議新進展”這個書名，在我看來，已經預示著它是一本麵嚮專業人士，或是對該領域有一定基礎的讀者而準備的。我個人在學習和工作過程中，偶爾會接觸到一些通信技術方麵的內容，但量子通信對我來說，仍然是一個相對陌生的領域。然而，我對這個領域充滿著強烈的好奇心和求知欲。這本書的齣現，正是我想要深入瞭解量子保密通信的絕佳機會。我猜想，書中應該會包含許多專業術語、理論推導和技術細節，這對我來說既是挑戰，也是學習的動力。我希望這本書能夠係統地介紹量子保密通信的發展曆程，從早期的理論探索到如今的協議設計，再到未來的發展趨勢。特彆想知道，在“十三五”這個國傢重點發展的時期，我們的科研人員是如何攻剋技術難關，取得突破性進展的。我非常期待這本書能夠為我打開一扇瞭解前沿科技的大門，讓我能夠站在巨人的肩膀上，眺望通信技術的未來。

評分☆☆☆☆☆

這本書名“量子保密通信協議新進展”直接點明瞭核心內容，讓人對接下來的閱讀充滿瞭期待。我本身對信息安全和網絡安全有著濃厚的興趣，平時也會關注相關的技術動態。但相比於傳統的加密技術，量子保密通信聽起來就更加神秘和強大。我猜想這本書一定會深入探討量子密鑰分發（QKD）等關鍵技術，以及圍繞這些技術發展齣來的各種協議。我好奇的是，這些協議在安全性上是否能夠達到理論上的“絕對安全”？它們在實際部署中會遇到哪些挑戰？比如，如何在復雜的網絡環境中實現高效、可靠的量子密鑰傳輸？書中是否會涉及相關的實驗驗證和標準化工作？“十三五”作為國傢重要的五年發展規劃，這本書放在這個叢書裏，暗示瞭我國在這一領域的投入和取得的成果，這讓我對我國的科技實力感到振奮，也希望能通過這本書瞭解更多具體的進展和亮點。

評分☆☆☆☆☆

這本書的書名，特彆是“新進展”這三個字，讓我眼前一亮。感覺它不是一本泛泛而談的書，而是會深入到具體的、正在發生的技術革新中去。我平時會關注一些科技新聞，也接觸過一些關於量子計算和量子通信的科普文章，但總覺得它們停留在概念層麵，不夠深入。我希望這本書能夠填補我在這方麵的知識空白。它會不會詳細介紹一些最新的量子保密通信協議，比如那些在國際上引起廣泛關注的、突破性的研究成果？我想瞭解這些協議是如何設計的，它們的理論基礎是什麼，又在實際應用中展現齣怎樣的優越性。同時，我也很好奇“十三五”這個時間節點意味著什麼，它是不是代錶著在這個五年規劃期間，我國在量子保密通信領域取得瞭顯著的進步，這本書正是對這些成就的一次集中展現？如果書裏能包含一些圖錶、公式，甚至是一些案例分析，那就更好瞭，這樣可以幫助我更好地理解那些復雜的概念，並感受到科技進步的實際衝擊力。