量子保密通信协议的设计与分析

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

参考文献

第2章 量子密钥分发与身份认证

2.1 两个基本的密钥分发协议

2.1.1 BB84协议

2.1.2 GV95协议

2.2 两类量子密钥分发协议的共同本质——信息分割

2.3 不需要交替测量和旋转的量子密钥分发方案

2.3.1 协议描述

2.3.2 安全性分析

2.3.3 结束语

2.4 基于Bell基与其对偶基的量子密钥分发方案

2.4.1 两级系统量子密钥分发协议

2.4.2 d级系统中的纠缠交换

2.4.3 d级系统中Bell基与其对偶基的关系

2.4.4 d级系统量子密钥分发协议

2.4.5 三级系统中在一对对偶基下进行的纠缠交换

2.4.6 结束语

2.5 利用不可扩展乘积基和严格纠缠基的量子密钥分发方案

2.5.1 3*3Hilbert空间的UPB和EEB的构造

2.5.2 协议描述

2.5.3 安全性分析

2.5.4 到n*n系统的推广

2.5.5 结束语

2.6 基于w态的量子密钥分发方案

2.6.1 w态的特点

2.6.2 协议描述

2.6.3 安全性分析

2.6.4 结束语

2.7 量子密钥分发中身份认证问题的研究现状及方向

2.7.1 几种主要的身份认证协议及分析

2.7.2 量子身份认证协议的基本要求及发展方向

2.8 一种量子密钥分发和身份认证方案

2.8.1 协议描述

2.8.2 安全性分析及其他性质

2.8.3 结束语

2.9 一种网络多用户量子认证和密钥分发理论方案

2.9.1 分布式客户机/服务器认证结构

2.9.2 网络多用户量子认证和密钥分发理论方案

2.9.3 安全性分析

2.9.4 结束语

2.10 注记

参考文献

第3章 量子秘密共享

3.1 HBB协议

3.2 基于多粒子纠缠态局域测量的量子秘密共享方案

3.2.1 协议描述

3.2.2 安全性分析

3.2.3 推广到多方秘密共享

3.2.4 结束语

3.3 基于Bell态局域测量的量子秘密共享方案

3.3.1.协议描述

3.3.2 安全性分析

3.3.3 结束语

3.4 基于局域操作的量子秘密共享方案

3.4.1 协议描述

3.4.2 安全性分析

3.4.3 推广到多方秘密共享

3.4.4 结束语

3.5 基于纠缠交换的环式量子秘密共享方案

3.5.1 协议描述

3.5.2 安全性分析

3.5.3 推广到多方秘密共享

3.5.4 结束语

3.6 基于经典密钥的高效量子秘密共享方案

3.6.1 基于GHZ态的量子秘密共享协议描述

3.6.2 安全性分析

3.6.3 基于Bell态的量子秘密共享协议

3.6.4 结束语

3.7 基于Grove算法的门限量子密码方案

3.7.1 基于Grover算法的2量子比特操作

3.7.2 基于Grover算法的（t，n）门限量子方案

3.7.3 安全性分析

3.7.4 特洛伊木马攻击可以被检测

3.7.5 结束语

3.8 注记

参考文献

第4章 量子加密

4.1 两种基本加密算法

4.1.1 基于经典密钥的量子加密算法

4.1.2 基于量子密钥的量子加密算法

4.2 d级系统量子加密算法

4.2.1 d级系统中的态和门

4.2.2 d级系统量子加密算法

.4.2.3 安全性分析

4.2.4 纠错

4.2.5 结束语

4.3 注记

参考文献

第5章 量子安全直接通信

5.1 BF协议

5.2 对BF协议的改进及其安全性分析

5.2.1 改进的BF协议

5.2.2 安全性分析

5.2.3 结束语

5.3 注记

参考文献

第6章 量子密码协议的分析

6.1 对一种量子考试协议的窃听与改进

6.1.1 量子考试方案简介

6.1.2 窃听策略描述

6.1.3 改进方案

6.1.4 结束语

6.2 对基于d级推广Bell态的QKD协议的攻击

6.2.1 KBB协议简述

6.2.2 窃听策略描述

6.2.3 结束语

6.3 一次一密乱码本不能用来提高量子通信的效率

6.4 重新审视量子对话和双向量子安全直接通信的安全性

6.4.1 对NBA和MZL协议的分析

6.4.2 对Jz协议的分析

6.4.3 对MXN协议的分析

6.4.4 信息泄漏与重复使用密钥的OTF’的等价性

6.4.5 结束语

6.5.共享参考系的一致性需要重新考虑

6.6 对基于可重用GHZ载体的量子秘密共享协议的窃听

6.6.1 BK协议简述

6.6.2 外部攻击

6.6.3 参与者攻击

6.6.4 结束语

第7章 量子隐形传态

第8章 量子纠错码

《量子保密通信协议的设计与分析》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，并提出一些与之紧密相关的新研究课题。全书分四部分（共8章）。第一部分为量子保密通信研究所需的量子力学基础知识（第1章）；第二部分为量子密码协议的设计，主要包括量子密钥分发与身份认证、量子秘密共享、量子加密、量子安全直接通信（第2～5章）；第三部分为量子密码协议的分析（第6章）；第四部分为量子隐形传态以及与量子保密通信密切相关的量子纠错码（第7、8章）。重点从密码学的角度阐述了量子密码协议的设计与分析。
《量子保密通信协议的设计与分析》既可作为对量子保密通信感兴趣的读者的入门教材，也可作为量子保密通信领域研究工作者的参考用书，适合于密码学、信息安全、信息与通信系统、信号与信息处理、物理学、数学及相关学科的高年级本科生、研究生、教师和科研人员阅读参考。