Security analysis of the decoy method with the Bennett-Brassard 1984 protocol for finite key lengths
本文给出了Bennett-Bennard 1984协议在有限密钥长度情况下采用诱骗方法时隐私放大所需牺牲比特长度的计算公式。利用该公式可以保证可实现的量子密钥分发系统的安全参数。有限密钥长度的密钥生成率进行了数值计算。该方法提高了现有的密钥生成率，即使在渐近设置。
2013-11-19 quant-ph
Concise Security Bounds for Practical Decoy-State Quantum Key Distribution
诱骗态量子密钥分发（QKD）由于其能够容忍高信道损耗，一直是QKD社区的主要焦点之一。值得注意的是，几个实验组已经证明，它在现实世界条件下是安全可行的。然而，至关重要的是，大多数这些实验的安全性和可行性声明都是在假设窃听者仅限于特定类型的攻击或忽略有限密钥效应的情况下获得的。不幸的是，这种假设在实践中不可能得到保证。在这项工作中，我们提供了简洁和严格的有限密钥安全边界的实际诱饵状态量子密钥分发是有效的，对一般的攻击。
2013-11-27 quant-ph
Security bounds for decoy-state QKD with arbitrary photon-number statistics
诱饵态方法是对量子密钥分发（QKD）协议的标准增强，该协议已经使无数的QKD实验能够使用廉价的光源。然而，新的技术进步可能需要对这种技术进行进一步的理论研究。特别地，诱饵状态方法通常在每个QKD脉冲中的光子数量的泊松统计分布的假设下描述。这是一个实际的选择，因为测量和测量QKD通常是用衰减的激光器实现的，而衰减的激光器正好产生这种分布。然而，不满足这一假设的源不能保证与诱饵状态兼容。在这项工作中，我们提供了安全边界的诱饵态量子密钥分发使用一个源与任意的光子发射统计。我们考虑了无限密钥的渐近极限和有限大小的情况，并评估了两种常见的诱饵状态方案：真空+弱和一个诱饵协议。我们数值评估的性能的界限，比较三个现实的统计分布（泊松，热，二项式），表明它们都是可行的选择QKD。
2021-09-28 quant-ph
Security of the decoy state method for quantum key distribution
量子密码学，或者更准确地说，量子密钥分发（QKD），是量子技术领域的前沿领域之一。使用QKD协议分发的密钥的机密性由量子力学的基本定律保证。针对量子密钥分发协议中由于使用光相干态而导致的安全漏洞，提出了一种基于单光子态假设的安全性证明方法--诱骗态方法。给出了诱骗状态方法抵抗所有可能攻击的形式化安全性证明。我们比较了两种广为人知的攻击多光子脉冲：光子数分裂和光束分裂。最后，我们讨论了偏振和相位编码的等价性。
2021-03-27 quant-ph
Protocol-level description and self-contained security proof of decoy-state BB84 QKD protocol
本文提出诱骗态BB84 QKD协议的流程图描述，并在通用可组合框架内给出自包含的信息论安全性证明，严格论证了密钥率及正确性和保密性参数，推动QKD系统正式认证。
2025-05-26 quant-ph
Improved security bounds against the Trojan-Horse attack in decoy-state quantum key distribution
针对量子特洛伊木马攻击，提出一种数值方法以改进诱骗态QKD系统的安全界，显著提升最终密钥和传输距离，为实际系统安全提供新工具。
2023-12-24 quant-ph
Fake state attack on practically decoy state quantum key distribution
本文研究了在伪态攻击下，诱骗态量子密钥分发的安全性。如果量子密钥分发在这种攻击下是不安全的，那么诱饵源也不能提供足够的安全性。严格的分析表明，夏娃应该窃听的帮助下，光子数分辨仪器。然而，在考虑统计涨落的诱骗态量子密钥分发的实际实现中，Eve可以利用门限检测器成功地对其进行攻击。
2012-02-15 quant-ph
Security of the decoy-state BB84 protocol with imperfect state preparation
本研究分析了在不完美强度和偏振调制导致源缺陷的情况下，高效诱骗态BB84量子密钥分发协议的安全性，并探讨了非泊松光子数统计与基依赖性，且得到了实验表征支持。
2023-11-22 quant-ph
Finite-key security analysis of the decoy-state BB84 QKD with passive measurement
本文提出有限密钥下基于被动测量的诱骗态BB84 QKD协议的安全性证明，推导出闭合形式的秘密密钥率公式，并通过模拟验证被动测量不影响密钥生成效率。
2025-11-26 quant-ph
Finite-key security analysis of decoy-state QKD with source and detector imperfections
University of Vigo（维戈大学）；Vigo Quantum Communication Center, University of Vigo（维戈量子通信中心，维戈大学）；Escuela de Ingeniería de Telecomunicación, Department of Signal Theory and Communications, University of Vigo（电信工程学院，信号理论与通信系，维戈大学）；atlanTTic Research Center, University of Vigo（atlanTTic研究中心，维戈大学）
提出一种综合解析有限密钥安全性证明，同时考虑发射器和接收器的多种实际缺陷，包括态制备缺陷、比特和基矢侧信道泄漏与相关性、设置无关强度波动及探测效率失配。
2026-06-29 quant-ph
Tight security bounds for decoy-state quantum key distribution
结合诱骗态方法的BB84量子密钥分发（QKD）协议是目前最实用的协议，在有限密钥体制下，该协议已被证明是安全的。其中，统计波动分析方法在处理有限密钥效应时非常重要，它直接影响密钥速率、安全传输距离，甚至是最重要的安全性。在诱饵态BB84量子密钥分配中，统计涨落有两个任务。一个是对于给定的期望值或观测值，期望值和观测值之间的偏差。二是计算基的相位误差率与对偶基的比特误差率之间的偏差。在此，我们提供了严格的和最佳的解析公式来解决上述任务，从而获得更高的密钥速率和更长的安全传输距离。我们的结果可以广泛应用于处理量子密码协议中的统计涨落。
2020-02-16 quant-ph
A rigorous and complete security proof of decoy-state BB84 quantum key distribution
University of Waterloo（滑铁卢大学）；National University of Singapore（新加坡国立大学）
本文提出了一种通用框架，用于严格证明decoy-state BB84 QKD协议的安全性，并整合了多种QKD安全分析技术。
2026-01-25 quant-ph
Decoy State Quantum Key Distribution With Modified Coherent State
为了抵御PNS攻击，基于相干态的诱骗态量子密钥分发（QKD）得到了广泛的研究。提出了一种基于改进相干态（MCS）的诱骗态QKD协议。通过破坏性量子干涉，可以得到具有较少多光子事件的MCS，从而可以提高量子密钥分发的密钥比特率和安全距离。通过数值模拟，我们发现BB84协议的安全距离增加了约2 dB。
2007-04-29 quant-ph
Experimental composable security decoy-state quantum key distribution using time-phase encoding
量子密钥分发（QKD）保证了通信的可证明安全性。为了提高密钥速率，提出了一种有偏基选择与诱骗状态相结合的方法。同时，存在与基底无关的检测效率条件，这通常在实际系统中不能满足，例如时间相位编码。幸运的是，这个缺陷最近已经在理论和实验上被消除了，因为在两个基中制备的单光子态的预期产率对于给定的测量基保持不变。然而，安全性证明没有充分考虑有限密钥对一般攻击的影响。在这篇文章中，我们在通用可组合框架下，给出了四强度诱饵态BB84量子密钥分发系统抗相干攻击的严格有限密钥安全界。在此基础上，构建了一个时钟频率为200 MHz的时相编码系统，实现了在50 km单模光纤上的实时密钥传输速率大于60 kbps。
2020-02-25 quant-ph
Upper bounds of eavesdropper's performances in finite-length code with decoy method
在有限长码的情况下，利用诱骗方法，得到了非理想资源下量子密钥分发（QKD）的安全公式。该分析对于保证实现的QKD系统的安全性是有用的。我们的公式考虑了真空态和探测器中暗计数的影响。我们比较的渐近密钥生成率存在的暗计数与没有。
2007-05-02 quant-ph
Security of decoy-state quantum key distribution with correlated intensity fluctuations
本文针对诱骗态QKD中强度相关性导致的安全性证明难题，提出将Cauchy-Schwarz约束与细粒度诱骗态分析相结合的方法，显著提升密钥率并使可达到距离翻倍，同时证明精确表征强度波动相关性可接近理想密钥率。
2022-07-05 quant-ph
Security Of Finite-Key-Length Measurement-Device-Independent Quantum Key Distribution Using Arbitrary Number Of Decoys
在量子密钥分发中，测量设备无关和诱骗态技术使得两个合作代理分别使用不完美测量设备和弱泊松源建立共享密钥。迄今为止的调查并不全面，因为它们仅限于少于或等于四个诱饵国家。此外，其中许多涉及纯数值研究。在这里，我报告了一个通用的安全性证明，它适用于任何固定数量的诱饵状态和任何固定的原始密钥长度。这里涉及的两个关键思想。第一个是重复应用Vandermonde矩阵的求逆公式，以获得某些产量和错误率的各种界限。第二个是使用最近证明的McDiarmid不等式的推广。这些技术将BB84方案的测量设备无关版本的最佳可证明安全密钥速率提高了至少1.25倍，并且在没有量子中继器的情况下发送$10^{10}$光子脉冲对的情况下，将两个合作代理之间的可工作距离从略小于60 km增加到略大于130 km。
2020-06-25 quant-ph
Twin-field quantum key distribution with passive-decoy state
双场量子密钥分发（TF-QKD）及其变体，如相位匹配QKD、发送或不发送QKD和无相位后选择TFQKD，在长距离上保证了高密钥速率，从而在没有中继器的情况下突破了速率距离限制。这些协议的安全性证明都是基于诱骗状态的方法，在实际的实验中，通常是通过主动调制可变光衰减器和随机数发生器来实现的，然而，这样的主动诱骗方案可能会导致边信道，从而打开安全漏洞。为了提高TF-QKD的源安全性，本文提出了一种基于被动诱饵的TF-QKD方案，将TF-QKD与被动诱饵方法相结合。仿真结果表明，该方案的密钥生成率与有源诱饵TF-QKD方案相当，并且只需少量的光子探测器就能达到令人满意的密钥生成率。这表明我们的工作在实践中是有意义的。
2020-11-17 quant-ph
Numerical Security Proof for Decoy-State BB84 and Measurement-Device-Independent QKD Resistant against Large Basis Misalignment
在这项工作中，我们将诱饵状态分析到一个完善的数值框架的关键率计算，并应用数值框架的诱饵状态BB84和测量设备无关（MDI）的QKD协议的例子。此外，我们将这些诱骗状态协议与所谓的“细粒度统计”相结合，这是现有QKD协议的一种变体，它利用最初丢弃的数据来获得更好的密钥速率。我们表明，这种变化可以授予协议弹性对任何未知的和缓慢变化的旋转沿一个轴，类似于参考帧独立的量子密钥分配，但不需要在一个额外的旋转不变的基础上进行物理编码。这种分析可以很容易地应用于现有系统，甚至是先前实验中已经记录的数据，以在存在相当大的未对准时获得显著更高的密钥速率，从而扩展BB84和MDI-QKD的最大距离，并减少实验中手动对准的需要。
2021-08-25 quant-ph
A consolidated and accessible security proof for finite-size decoy-state quantum key distribution
Fraunhofer Institute for Telecommunications, Heinrich-Hertz-Institut, HHI（弗劳恩霍夫电信研究所，海因里希·赫兹研究所）；Institute for Quantum Computing and Department of Physics and Astronomy, University of Waterloo（滑铁卢大学量子计算研究所及物理与天文学系）；Vigo Quantum Communication Center, University of Vigo（维戈大学维戈量子通信中心）；Escuela de Ingeniería de Telecomunicación, Department of Signal Theory and Communications, University of Vigo（维戈大学电信工程学院信号理论与通信系）；AtlanTTic Research Center, University of Vigo（维戈大学阿特兰蒂克研究中心）
本文提供了一个严谨且全面的安全性证明，针对有限大小1诱骗态和2诱骗态BB84协议，解决了之前工作中关于固定长度处理和接受测试处理的重要技术问题，统一了多个工作的概念，深入讨论了底层假设并解决了技术不一致问题。
2026-03-16 quant-ph
Optimizing Decoy State Enabled Quantum Key Distribution Systems to Maximize Quantum Throughput and Detect Photon Number Splitting Attacks with High Confidence
量子密钥分发（QKD）是一种创新的量子通信协议，它利用量子力学的定律在地理上分离的两方之间生成无条件安全的密码密钥材料。QKD的独特性质显示了高安全性应用的前景，例如银行，政府和军事环境中的应用。然而，量子密钥分发系统存在着实现非理想性，这会对系统的性能和安全性产生负面影响，特别是为了提高系统吞吐量和减轻光子数分裂（PNS）攻击的威胁，量子密钥分发系统常常采用诱骗态协议。在这项工作中，诱饵状态协议进行了详细的分析，优化性能的量子吞吐量和安全性方面检测PNS攻击。这项研究的结果唯一地表明，诱骗状态协议可以确保PNS攻击检测具有高的信心，同时最大限度地提高安全的密钥生成率，而无需额外的成本。此外，还为QKD系统开发人员和用户提供了实施安全指南。
2016-06-23 quant-ph
Security bounds for efficient decoy-state quantum key distribution
近年来，量子密钥分发（QKD）的信息理论安全性得到了令人信服的证明，大量的实验也显示了QKD在实际应用中的潜力。由于其独特的能力相结合的高密钥速率和安全性在一个现实的有限大小的场景中，被赋予诱饵状态的BB84 QKD协议的有效版本一直是深入研究的主题。它最近的实验实现最终证明了在50公里光纤上超过1 Mbps的安全密钥速率。然而，所实现的速率保持在窃听者进行集体攻击的限制性假设下。在这里，我们回顾协议，并概括其安全性。我们利用地图Ahrens严格上限的超几何分布产生的一般窃听。尽管新协议的适用性得到了扩展，但在所有实际感兴趣的情况下，其密钥速率仅略小于其前身。
2015-03-25 quant-ph
Optimizing the Decoy-State BB84 QKD Protocol Parameters
QKD实现的性能取决于底层安全分析的严密性。特别地，安全分析确定密钥速率，即，每个时间单位可以分发的加密密钥材料的数量。目前，对各种QKD协议的安全性分析已经比较成熟。众所周知，最佳的协议参数，如诱饵状态的数量和它们的强度，可以通过求解非线性优化问题。这个优化问题的复杂性通常通过做出许多启发式假设来处理。例如，诱饵状态的数量被限制为仅一个或两个，其中一个诱饵强度被设置为固定值，并且真空状态被忽略，因为它们被假设为仅对安全密钥速率有轻微贡献。这些假设简化了优化问题，并大大减少了搜索空间的大小。然而，它们也会导致安全分析不严格，从而导致次优性能。在这项工作中，我们遵循一个更严格的方法，使用线性和非线性程序描述的优化问题。我们的方法，专注于诱饵状态BB84协议，允许启发式假设被省略，因此导致更严格的安全分析，更好的协议参数。我们展示了一个改进的性能的诱饵状态BB84 QKD协议，表明通常所作的启发式假设是过于限制。此外，我们改进的优化框架表明，性能优化问题的复杂性也可以处理，而无需进行启发式假设，即使有限的计算资源可用。
2020-12-28 quant-ph
Source attack of decoy-state quantum key distribution using phase information
量子密钥分发（QKD）利用量子力学的规律来实现信息理论上安全的密钥生成。该领域现已接近商业化阶段，但由于设备不完善，许多实际QKD系统仍然存在安全漏洞。事实上，实际攻击已经成功地得到了证明。幸运的是，他们中的大多数只利用检测端的漏洞，这些漏洞现在被最近的测量设备无关的QKD思想所封闭。另一方面，很少注意到可能仍然使QKD系统不安全的源。在这项工作中，我们提出并证明了一种攻击，利用存在于基于量子比特的量子密钥分发系统中的源端漏洞，使用弱相干态源和诱饵状态。具体而言，通过实施线性光学明确的状态歧视测量，我们表明，没有相位随机化的系统的安全性-这是在传统的安全分析，但有时在实践中被忽视的一个步骤-可以受到损害。我们的结论是，实现相位随机化是必不可少的诱饵态量子密钥分配系统的安全性在现有的安全性分析。
2013-08-08 quant-ph
UAV-Deployed OAM-BB84 QKD: Turbulence- and Misalignment-Resilient Decoy-State Finite-Key Security with AI-Assisted Calibration
本研究提出了一种基于无人机的OAM-BB84量子密钥分发方案，通过AI辅助校准提高湍流和对准抗性，实现更高效的安全密钥率。
2026-01-16 quant-ph
Simulation and Implementation of Decoy State Quantum Key Distribution over 60km Telecom Fiber
诱骗态量子密钥分发（QKD）是一种新的提高量子密钥分发安全性和性能的方法。近年来，许多学者在这方面进行了大量的理论研究，并从理论上预测了诱饵方法的高性能。然而，理论和实验之间的差距仍然存在。在本文中，我们报告的诱饵态量子密钥分配的第一个实验，从而弥合差距。实现了两种诱饵态QKD协议：15km标准光纤上的单诱饵协议和60km标准光纤上的弱+真空协议。我们在一个改进的商用QKD系统上实现了诱饵态方法。我们所做的修改是简单地在QKD系统中加入商用声光调制器（AOM）。AOM用于单独调制每个信号的强度，从而实现诱饵状态方法。作为实现的一个重要组成部分，我们的设置的数值模拟也进行。仿真结果表明，标准的安全性证明给出了零密钥生成率在距离我们执行诱饵状态量子密钥分发（15公里和60公里）。因此，诱饵态量子密钥分配是实现远距离保密通信的必要条件。我们的实现明确地显示了诱骗方法的强大性和可行性，并把它带到我们的现实生活中。
2006-10-12 quant-ph
Security of decoy-state quantum key distribution with correlated bit-and-basis encoders
Vigo Quantum Communication Center, University of Vigo（维戈大学量子通信中心）；Escuela de Ingeniería de Telecomunicación, Department of Signal Theory and Communications, University of Vigo（维戈大学电信工程学院信号理论与通信系）；atlanTTic Research Center, University of Vigo（维戈大学atlanTTic研究中心）；Faculty of Engineering, University of Toyama（富山大学工学部）
本文提出一种有限密钥安全性证明，针对一般相干攻击，考虑了Alice比特-基编码引入的相关性，仅部分表征相关性以提升实际应用的安全性。
2026-08-11 quant-ph
Decoy State Quantum Key Distribution
量子密钥分发一直是人们研究的热点。在实验上，已成功地在150 km的商用电信光纤上进行了量子密钥分发。量子密钥分发的关键问题是其安全性。不幸的是，由于现实生活中的缺陷，所有最近的实验原则上都是不安全的。在这里，我们提出了一种方法，可以第一次通过使用基本相同的硬件使大多数实验安全。我们的方法是使用诱饵状态来检测窃听攻击。因此，我们拥有两个世界中最好的东西-享受由物理学基本定律保证的无条件安全，但大大超过文献中报道的一些最好的实验性能。
2005-05-12 quant-ph
Rényi security framework against coherent attacks applied to decoy-state QKD
本文提出了一个适用于相干攻击下固定和可变长度QKD协议的有限尺寸安全性证明框架，通过引入夹心条件Rényi熵评估等新数值技术，实现了更广的适用范围和更优的密钥率，特别是在小块尺寸下表现突出。
2025-10-13 quant-ph
Secure and efficient decoy-state quantum key distribution with inexact pulse intensities
我们提出了一个有效验证单光子透射率下限的一般定理。我们展示了如何在强度控制存在较大随机误差的情况下有效地进行诱骗态量子密钥分发。在我们的协议中，波动的线性项消失，只有二次项生效。然后，我们证明了无论诱饵脉冲和信号脉冲强度的误差模式如何，只要每个诱饵脉冲的强度小于$μ$，每个信号脉冲的强度大于$μ'$，诱饵状态方法都是无条件安全的。
2006-11-22 quant-ph
Patterning-effect-free intensity modulator for secure decoy-state quantum key distribution
量子密钥分发（QKD）是一种允许两个用户安全地交换密钥的技术。诱饵状态技术增强了该技术，确保密钥可以在信息理论安全的情况下以高比特率长距离共享。然而，在实现中的不完善，被称为边信道，威胁到实际QKD协议的完美安全性。高速率诱饵态QKD系统需要强度调制器，尽管这些调制器是不稳定的，并且可以显示脉冲强度取决于前一个脉冲的侧信道。在这里，我们证明了可调消光比Sagnac为基础的强度调制器（IM）的实际QKD系统的优越的实用性。选择低消光比的能力，以及Sagnac干涉仪对DC漂移的免疫力，意味着随机诱饵状态QKD图案可以在没有图案效应的情况下忠实地再现。Sagnac干涉仪的固有稳定性还确保调制器输出不会随时间漂移。
2018-07-19 quant-ph
Decoy state quantum key distribution with imperfect source
诱骗态协议被认为是保护弱相干源量子密钥分发（QKD）安全性的重要方法之一。在这里，我们测试了两种实验方法来产生不同强度的诱饵态：调制的泵浦电流的半导体激光器二极管，和外部调制的光强度调制器。前一种方法在时域中显示了一个侧信道，允许攻击者区分信号状态和诱饵状态，打破了协议中的一个基本假设。我们的实验数据的基础上建立了一个光子数分裂攻击模型，并表明它会损害系统的安全性。然后，在K. Tamaki et al. [New J. Phys. 18，065008（2016）]，我们获得了两个解析公式来估计信号和诱饵状态可区分时单光子脉冲的产额和错误率。这种可重复性使得安全密钥速率低于完美诱骗状态协议。为了减轻这种减少，我们建议校准接收器（鲍勃的）单元的透射率。我们将我们的方法应用于三个QKD系统，并估计其安全密钥速率。
2018-09-17 quant-ph
Detector decoy quantum key distribution
光子数分辨探测器可以提高许多实际量子密码系统的性能。在本文中，我们采用一种简单的方法来估计这样的光子数分辨探测器提供的统计数据，只使用一个阈值探测器连同可变衰减器。这个想法在精神上类似于诱饵状态技术，并且特别适合于那些只需要估计传入信号的光子数统计的几个参数的情况。为了说明该方法在量子通信协议中的潜在应用，我们利用该方法证明了一个基于纠缠的量子密钥分发方案的安全性，该方案不需要一个挤压模型，并且仅仅使用了这个额外的思想.从这个意义上说，这种探测器诱饵方法可以被视为一种不同的概念方法，以适应其物理，全光学实现的单光子安全证明。我们表明，在这种情况下，合法用户现在甚至可以放弃双击事件从原始密钥数据，而不会损害该计划的安全性，我们提出了模拟的BB84和6状态量子密钥分发协议的性能。
2008-10-31 quant-ph
Fair Efficiency Comparisons of Decoy-state Quantum Key Distribution Protocols
有偏基选择提高了诱骗态量子密钥分发协议的安全密钥速率，但现有协议的安全标准和参数不尽相同。因此，我们不能给出一个准确的密钥速率比较不同类型的协议。以基于不同安全密钥速率公式的方案为例，对通用组合安全标准下的典型协议进行了比较。通过分析后处理阶段安全参数与最终安全密钥的关系，实现了基于Gottesman-Lo-Lutkenhaus-Preskill公式的协议与基于通用组合安全的协议之间的统一量化。在此基础上，研究了不同发送长度和安全参数对安全密钥速率的影响，给出了不同安全参数下安全密钥速率与发送长度的依赖关系。此外，还分析了公平比较的重要性和条件.首次对基于GLLP公式和平滑熵的协议进行了比较，并以Raymond协议和Toshiba协议为例，分析了在光强选择和单比特误码率估计方法上提高安全密钥速率的途径。
2018-03-11 quant-ph
Practical decoy-state method for twin-field quantum key distribution
双场量子密钥分发（Twin-Field QKD）是一种新的量子密钥分发方法，其主要优点是通过在不可信节点上进行单光子干涉，克服了有损量子信道的点对点私有容量。事实上，最近各种TF-QKD类型协议的安全性证明已经证实，这些方案的密钥速率基本上是信道透射率的平方根。在这里，我们重点介绍了由Curty等人提出的TF-QKD协议，其密钥速率比以前的解决方案高出近一个数量级。其安全性依赖于通过诱骗态方法估计与各种光子数态相关的检测概率。我们推导出这些量的分析界限，假设每一方使用两个，三个或四个诱饵强度设置，我们调查的协议在这种情况下的性能。我们的模拟表明，两个诱饵强度设置足以击败点对点的私人容量的通道，并使用四个诱饵已经基本上是最佳的，在这个意义上说，它几乎再现了无限诱饵的理想情况。我们还观察到，该协议似乎对各方准备的光脉冲的强度波动相当稳健。
2019-06-12 quant-ph
Improved finite-size effects in QKD protocols with applications to decoy-state QKD
本文通过精细化集中不等式和改进二阶修正项，提出了更紧致的QKD有限尺寸安全性证明，并将其应用于诱骗态BB84协议及相干攻击场景。
2025-02-07 quant-ph
Decoy-state quantum key distribution with a leaky source
近年来，人们一直致力于在最少的假设条件下证明量子密钥分发（QKD）的安全性。除了其固有的理论兴趣之外，这将允许在实际实现中对器件缺陷的更大容限。然而，即使在这种设备独立的情况下，一个假设似乎是不可避免的，即存在一个受保护的空间，没有任何不必要的信息泄漏，其中合法的各方可以私下生成，处理和存储他们的经典数据。在本文中，我们放松这个不切实际的和几乎不可行的假设，并介绍了一个一般的形式主义，以解决大多数现有的量子密钥分配系统中的信息泄漏问题。更具体地说，我们证明了在其发射机中使用相位和强度调制器的光学QKD系统的安全性，其以任意方式泄漏设置信息。我们将我们的安全证明应用于实际感兴趣的情况，并显示与在完全屏蔽的环境中获得的密钥速率相似的密钥速率。我们的工作是保证量子通信系统实现安全性的基本步骤。
2018-03-16 quant-ph
Security of Quantum Key Distribution with Realistic Devices
模拟了量子密钥分发（QKD）的实验装置，并对QKD过程进行了改进。介绍了一种新的数据后处理协议，主要包括纠错和隐私放大。该协议结合了GLLP和诱饵状态的思想，本质上只需要调高或调低源功率。我们提出了一种实用的方法来执行诱饵状态的方法，它主要遵循Lo的诱饵状态的思想。然后，提出了一种新的数据后处理协议。我们首先研究了改进的QKD方案中光源的最佳期望光子数μ。与原最优传输效率mu =O（eta）相比，得到了新的最优传输效率mu=O（1），其中eta为总传输效率。利用该协议，我们可以将密钥生成速率从传输效率的二次型O（eta 2）提高到O（eta）。基于最近的实验设置，我们获得了超过140公里的最大安全传输距离。
2005-03-05 quant-ph
Unconditionally secure one-way quantum key distribution using decoy pulses
我们在这里报告一个完整的实验实现的单向诱饵脉冲量子密钥分发，证明了一个无条件安全的密钥速率为5.51 kbps的25.3公里的光纤长度。这是两个数量级以上的价值，可以获得一个非诱饵系统。我们还介绍了一个简单的测试检测光子数分裂攻击，并强调它是必不可少的技术的安全性，以充分表征所使用的源和检测器。
2006-10-03 quant-ph
Cryptanalysis of the efficient two-party quantum private comparison protocol with decoy photons and two-photon entanglement
分析了在诱骗光子和双光子纠缠情况下的高效两方量子保密比较协议的安全性。结果表明，妥协的第三方（TP）可以获得最终的比较结果，而不会引入任何可检测的错误，在标准的半诚实模型。详细讨论了攻击策略，并对协议进行了改进。我们的攻击思想可能对量子密码体制的密码分析具有指导意义。
2012-04-20 quant-ph
Efficient passive measurement-device-independent quantum key distribution
与测量设备无关的量子密钥分发（MDI-QKD）是目前所有实用的量子密钥分发协议中安全性最高的一种。然而，现有的多强度诱饵态方法可能会导致漏洞时，调制光强度与实际设备。在本文中，我们提出了一个被动的诱饵态MDI-QKD协议的基础上的一种新的结构的预示单光子源。该方法不需要对光源进行不同强度的调制，避免了诱骗态的调制信息泄露给窃听者，提高了MDI-QKD的安全性。此外，通过结合被动诱饵状态和偏基选择，我们的协议可以表现出明显的优势相比，最先进的MDI-QKD方案，即使在有限的密钥大小的影响被考虑在内。因此，我们目前的被动诱饵态MDI-QKD似乎是一个有希望的候选人，实际实施的量子密钥分发在不久的将来。
2019-02-14 quant-ph
Experimental Decoy Quantum Key Distribution Up To 130KM Fiber
诱骗态量子密钥分发（QKD）由于具有抗PNS攻击和不可否认的安全性而成为近年来研究的热点。但是，在许多量子密钥分发系统中，传输信道的扰动使量子误码率（QBER）增加，这限制了真实诱骗态量子密钥分发系统的安全距离和密钥比特率。在130KM单模光纤附近，采用单向Faraday-Michelson相位调制系统实现了双强度诱饵QKD，在通信波长（1550nm）下，无信道干扰，长周期保持干涉条纹可见度（99%）。这是基于双强度协议的最长距离光纤诱饵态量子密钥分配系统。
2007-06-13 quant-ph
Experimental Passive Decoy-State Quantum Key Distribution
在实际的量子密钥分发系统中，诱饵态方法被广泛应用于通过改变强度来用真实的光源代替理想的单光子源。无源诱偏态方法在参量下转换光子源中引入诱偏态，代替了有源调制，减少了诱偏态制备过程中的边信道信息泄漏，提高了安全性。采用低暗计数上转换单光子探测器，在50公里长的光纤上实验验证了被动诱饵态方法，并获得了约100 bit/s的密钥速率。我们的结果表明，被动诱饵态源是未来量子通信实现的一个实际候选者。
2014-06-20 quant-ph
From Received Power to Certified Secret Keys: A General Method for Bridging Classical FSO Link Budgets and Decoy-State QKD
本文提出一种通用接口，将经典自由空间光链路预算与诱骗态量子密钥分发相连接，实现从接收功率到可认证密钥的转换，并通过数值模拟给出不同大气条件下的性能预测。
2026-09-28 quant-ph
Imperfect Phase-Randomisation and Generalised Decoy-State Quantum Key Distribution
该研究将诱骗态分析推广至不完美相位随机化激光源，并开发理论工具证明独立非同分布脉冲协议的安全性，定量展示其对关键速率的影响。
2023-08-11 quant-ph
Analytical bounds for decoy-state quantum key distribution with discrete phase randomization
School of Electronic and Electrical Engineering, University of Leeds（利兹大学电子与电气工程学院）
本研究推导了在离散相位随机化设置下BB84和测量设备无关QKD协议的密钥生成率分析界限，以提高安全性证明的效率。
2026-03-04 quant-ph
Finite-key analysis for a practical decoy-state twin-field quantum key distribution
双场量子密钥分发（TF-QKD）能够抵抗所有可能的检测器侧信道攻击，使两个远程合法用户在没有量子中继器的情况下进行安全通信。在中心节点的帮助下，TF-QKD有望克服现有技术的线性密钥速率约束。然而，以前的TF-QKD协议的安全性依赖于无限密钥和稳定源的假设。本文给出了一个实用的诱骗态双场量子密钥分发的有限密钥分析。利用Azuma不等式研究了不稳定源强度波动情况下协议的组合安全性。仿真结果表明，在有限的信号脉冲和强度波动情况下，密钥速率能够超过线性密钥速率界。此外，强度波动的影响是非常显着的小尺寸的总信号。
2019-10-28 quant-ph
Security of quantum key distribution with intensity correlations
针对高速诱骗态QKD中脉冲强度相关性泄露强度设置信息的问题，提出一种仅需量化相关范围和最大相对偏差两个参数的通用安全性分析技术，并给出渐近密钥率公式的非标准推导。
2021-12-03 quant-ph
Photon-number-solving Decoy State Quantum Key Distribution
本文基于最新的实验进展，提出了一种光子数分辨的诱骗态量子密钥分发方案。给出了多光子脉冲计数分数的一个新的上界。该上界与诱饵源的强度无关，使得在验证了通信的安全性之后，信号脉冲和诱饵脉冲都可以用于生成原始密钥。只要使用微弱的相干源和高损耗信道，这个上限也是由多光子脉冲引起的计数分数的下限。研究表明，当量子误码率较小时，Eve的相干多光子脉冲（CMP）攻击比对称个体（SI）攻击更有效，因此为了保证最终密钥的安全性，应考虑CMP攻击.最后，给出了最佳的激光光源强度，使传输距离增加了23.9km。03.67.Dd
2005-10-11 quant-ph
Universally-composable finite-key analysis for efficient four-intensity decoy-state quantum key distribution
提出了一个有效的四强度诱骗状态BB84协议，并利用通用的可组合有限密钥分析方法推导了该协议的安全界。与高效的三强度协议相比，我们发现我们的高效的四强度协议至少可以提高$30\%$的密钥速率。特别地，随着传输距离的增加，秘密密钥速率的这种增加速率将被提高。在较大的传输距离下，我们提出的高效四强度协议可以显著提高量子密钥分发的性能。
2016-03-15 quant-ph
Decoy states for quantum key distribution based on decoherence-free subspaces
为了克服量子信道中光子偏振模的集体噪声，提出了一种无退相干子空间的量子密钥分发。利用参量下变频源实现了该方案的原型。然而，我们在本文中提出了一种新的类型的光子数分裂攻击将使该方案的实际实施不安全，因为参数下转换源可能会偶尔发射多光子对。我们提出了诱饵状态的方法，使这些实现免疫这种攻击。采用这种诱骗状态的方法，既可以提高安全距离，又可以提高密钥速率。
2008-03-11 quant-ph
Tight finite-key analysis for passive decoy-state quantum key distribution under general attacks
对于利用自发参量下转换源（SPDCS）的量子密钥分发（QKD），被动诱骗态协议已被证明有效地接近无限诱骗态协议的理论极限。在本文中，我们采用严格的有限密钥分析的被动诱饵态量子密钥分发使用SPDCS。结合基于不确定原理的安全界和被动诱骗态协议，给出了一个简洁严格的计算SPDCS量子密钥分发密钥生成速率的公式.仿真结果表明，当筛选数据数为$10^{10}$时，该公式的安全距离可达182 km。研究结果还表明，在相同的统计涨落偏差下，利用SPDCS实现的被动诱饵态量子密钥分发与利用弱相干源实现的主动诱饵态量子密钥分发具有相同的性能。
2014-06-02 quant-ph
General theory of decoy-state quantum cryptography with source errors
现有的诱骗态量子密码理论假设Alice的信源可以精确控制每个态。这种精确的控制在实践中是不可能的。我们发展了诱骗状态方法的理论，使得即使信源存在状态误差，只要已知状态中的几个参数的范围，诱骗状态方法也是无条件安全的。该理论简化了诱骗态量子密钥分发的实际实现，因为即使脉冲的微小错误不被纠正，也可以用稍微缩短的最终密钥实现无条件安全。
2008-04-30 quant-ph
Imperfect preparation and Trojan attack on the phase modulator in the decoy-state BB84 protocol
本研究分析诱骗态BB84协议在相位调制器木马攻击下的安全性，推广攻击模型至任意探测态，引入保守泄漏界限，并证明量子硬币不平衡低且超100公里距离仍有非零安全密钥率。
2025-02-28 quant-ph
