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中南大学学报(自然科学版)

Journal of Central South University

第40卷    第z1期    总第1期    2009年9月

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基于互认证的三维单光子量子安全直接通信
刘文杰1,刘文杰2,陈汉武3,刘志昊3,刘景发4

(1.江苏省南京市南京信息工程大学 计算机与软件学院
2.江苏省南京市东南大学计算机科学与工程学院
3.东南大学 计算机科学与工程学院,江苏 南京,210096
4.南京信息工程大学 计算机与软件学院,江苏 南京,210044
)

摘 要: 通过定义三维量子态、酉算子以及非正交测量基,提出1个新的基于三维量子比特和互认证机制的单光子量子安全直接通信协议。该协议由量子发送和回收两阶段组成,通信双方各将进行一次身份认证,以确保参与者的合法身份。通信消息将通过酉操作编码到批量三维量子比特上,通过回收过程实现消息的传送。安全分析证明该协议能有效抵抗各类窃听者Eve攻击和伪装攻击。该协议除了具备单光子协议经济实用的优点以外,与二维单光子QSDC方案相比,具有更高的效率优势:每个单光子传输的信息为其他协议的3/2倍。

 

关键字: 量子安全直接通信; 三维量子比特; 酉操作; 互认证

Three-dimension single photon quantum secure direct communication based on mutual authentication
刘文杰1,刘文杰2,陈汉武3,刘志昊3,刘景发4

1.江苏省南京市南京信息工程大学 计算机与软件学院
2.江苏省南京市东南大学计算机科学与工程学院
3.东南大学 计算机科学与工程学院,江苏 南京,210096
4.南京信息工程大学 计算机与软件学院,江苏 南京,210044

Abstract:The three-dimension Qutrit, unitary operation and non-orthogonal measurement basis were defined, and a novel quantum secure direct communication scheme based on three-dimension single photon and mutual authentication was proposed. The present scheme is composed of Qutrits sending and returning procedures, the users would make identity authentication with each other in order to ensure users’ legality. The secret message is encoded on batches of Qutrits based on unitary operation, and is sent through the Qutrits returning procedure. Security analysis shows that this scheme can efficiently resist all kinds of eavesdropper Eve attacks and the impersonator attacks. The scheme inherits the advantages of the single photon protocols, practical and economic within the present technology. Comparing with those two-dimension single photon protocols, it shows more efficient with 1.5 times of the transmission efficiency.

 

Key words: quantum secure direct communication; three-dimension Qutrit; unitary operation; mutual authentication

中南大学学报(自然科学版)
  ISSN 1672-7207
CN 43-1426/N
ZDXZAC
中南大学学报(英文版)
  ISSN 2095-2899
CN 43-1516/TB
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