北京邮电大学出版社

本书是密码学、信息安全、网络空间安全和计算机应用等电子信息类专业的科学技术类书籍，旨在帮助学生全面了解量子密码协议的知识。全书共6章：第1章是绪论；第2章是著名的量子密码协议；第3章是基于量子密码的通信协议设计与分析；第4章是噪声下量子密码协议的设计与分析；第5章是基于半量子密码的通信协议设计与分析；第6章是量子安全通信协议的经典计算机仿真。
全书大部分量子密码协议设计与分析的内容，作者均以相关SCI研究论文的形式发表过，这对广大学生和科研人员具有重要的借鉴价值。

目录介绍

第1章绪论1

1.1量子信息1

1.1.1希尔伯特空间1

1.1.2量子比特和叠加态特性2

1.1.3算子和量子逻辑门4

1.1.4量子测量8

1.1.5量子力学的基本原理9

1.2量子密码学12

1.3半量子密码学13

1.4量子密码学与半量子密码学14

1.5量子密码协议15

1.5.1量子密钥分发协议15

1.5.2量子隐私比较协议16

1.5.3量子秘密共享协议17

1.5.4量子安全直接通信协议18

本章参考文献19

第2章著名的量子密码协议20

2.1BB84协议20

2.1.1无噪信道下的BB84协议20

2.1.2有噪信道下的BB84协议22

2.1.3BB84协议的安全性分析23

2.2E91协议24

2.3“乒乓”协议27

2.3.1“乒乓”协议概述27

2.3.2原始“乒乓”协议28

2.3.3高飞等人改进的“乒乓”协议 28

2.4BKM07协议29

2.4.1BKM07协议及其过程29

2.4.2BKM07协议的窃听检测机制30

本章参考文献31

第3章基于量子密码的通信协议设计与分析33

3.1改进的“乒乓”协议的安全性检测策略33

3.1.1基于|0〉, |1〉，|+〉，|-〉的安全性检测策略33

3.1.2基于三粒子GHZ态的安全性检测策略36

3.2改进的两步量子安全直接通信协议的安全性检测39

3.2.1基于四粒子簇态的安全性检测策略39

3.2.2基于五粒子簇态的安全性检测策略44

3.3基于扩展三粒子GHZ态的窃听检测策略47

3.4基于Cluster态的两粒子未知态受控隐形传态52

3.5基于Genuine态的两步量子安全直接通信协议56

3.6基于W态的两步量子安全直接通信协议63

3.7基于单粒子量子态及EPR纠缠对的单路QKD协议68

3.7.1协议描述68

3.7.2协议的安全性分析69

3.7.3小结75

3.8基于单粒子量子态及EPR纠缠对的双路QKD协议76

3.8.1协议描述76

3.8.2协议的安全性分析77

3.8.3小结81

3.9基于量子Omega态的窃听检测方案81

3.9.1方案描述81

3.9.2方案的安全性分析82

3.9.3小结90

3.10一种基于四量子比特簇态的量子安全直接通信协议90

3.10.1相关工作91

3.10.2FPP协议92

3.10.3小结96

本章参考文献96

量子密码协议设计与分析

｜目录｜
第4章噪声下量子密码协议的设计与分析98

4.1BBM92协议98

4.1.1噪声水平99

4.1.2一端存在噪声100

4.1.3两端存在噪声103

4.2量子联合单位偏转噪声模型105

4.2.1模型简介105

4.2.2小结107

4.3量子E91协议在噪声环境下的安全性分析108

4.3.1量子E91协议简介108

4.3.2噪声模型与固有误码率分析109

4.3.3小结112

4.4量子B92协议112

4.4.1量子B92协议简介112

4.4.2量子B92协议在噪声环境下的安全性分析113

4.4.3小结117

4.5集体旋转噪声下“乒乓”协议的安全性分析117

4.5.1相关工作118

4.5.2噪声环境下“乒乓”协议的安全性分析119

4.5.3小结122

4.6量子B92协议在集体旋转噪声通道中的安全性分析123

4.6.1相关工作123

4.6.2B92协议在噪声环境中的安全性分析125

4.6.3小结129

本章参考文献130

第5章基于半量子密码的通信协议设计与分析132

5.1面向不同量子能力用户的半量子密钥分发协议的安全性及其应用132

5.1.1提出的SQKD协议132

5.1.2安全性分析134

5.1.3对其他半量子协议的推广142

5.1.4比较与讨论145

5.1.5小结146

5.2基于Bell态纠缠交换的灵活半量子隐私比较协议147

5.2.1准备知识147

5.2.2协议描述148

5.2.3安全性分析149

5.2.4比较与讨论155

5.2.5小结156

5.3基于单粒子和EPR纠缠对混合态的半量子密钥分发协议156

5.3.1准备知识156

5.3.2协议描述157

5.3.3安全性分析159

5.3.4小结167

5.4基于超纠缠Bell态的半量子密钥分发协议167

5.4.1准备知识168

5.4.2协议描述169

5.4.3安全性分析170

5.4.4小结174

5.5基于Bell态的半量子秘密共享协议174

5.5.1准备知识175

5.5.2协议描述175

5.5.3举例说明178

5.5.4安全性分析178

5.5.5协议比较181

5.6基于GHZtype态的半量子隐私比较协议182

5.6.1准备知识182

5.6.2协议描述183

5.6.3正确性和安全性分析185

5.6.4协议比较188

5.6.5小结189

5.7基于W态的半量子隐私比较协议190

5.7.1准备知识190

5.7.2协议描述191

5.7.3正确性和安全性分析193

5.7.4协议比较198

5.7.5小结200

本章参考文献200

第6章量子安全通信协议的经典计算机仿真203

6.1基于蒙特卡罗方法的经典计算机仿真算法203

6.1.1算法设计思路简介203

6.1.2小结204

6.2量子BB84协议的经典计算机仿真205

6.2.1仿真算法描述205

6.2.2仿真结果208

6.2.3小结212

6.3基于单粒子量子态及EPR纠缠对的双路QKD协议的经典计算机仿真213

6.3.1仿真算法描述213

6.3.2仿真结果215

6.3.3小结217

6.4基于量子Omega态的窃听检测策略的经典计算机仿真218

6.4.1仿真算法描述218

6.4.2仿真结果220

6.4.3小结221

本章参考文献221