Concise and Tight Security Analysis of the Bennett-Brassard 1984 Protocol with Finite Key Lengths
本文对Bennett-Bennard 1984协议进行了严格的安全性分析，考虑了密钥提取的有限尺寸效应，实现了无条件安全性。首先，我们提出了一个简洁的分析，利用正常的超几何函数的近似。然后，我们表明，一个类似的紧界也可以得到一个严格的参数，而不依赖于任何近似。特别是，为了方便实验者谁希望评估他们的QKD系统的安全性，我们也给出了明确的步骤，我们的密钥蒸馏，并显示如何计算的秘密密钥速率和安全参数从一组给定的实验参数。除了密钥速率和安全参数的精确值外，我们还介绍了如何利用正态近似来获得它们的粗略估计。
2012-05-17 quant-ph
Structured Codes Improve the Bennett-Brassard-84 Quantum Key Rate
信息论和密码学的一个中心目标是找到满足各种限制和安全要求的最佳通信速率的简单特征。理想情况下，量子密钥分发（QKD）协议的最优密钥速率将由{ \em单字母公式}给出，该公式涉及对有效信道的单次使用的简单优化。我们探讨了这样一个公式的可能性，最简单和最广泛使用的QKD协议之一-Bennett-Bennett-84（BB84）与单向经典后处理。我们证明了一个严格的单字母密钥速率公式是错误的，揭示了对渐近好的私有码的深刻无知，并指出了量子密钥分配理论中不幸的复杂性。这些复杂性并非没有好处-随着复杂性的增加，密钥速率比以前认为的更好。我们将安全密钥生成的阈值从0.124的误码率提高到0.129。
2008-04-28 quant-ph
Bennet-Brassard 1984 (BB84) protocol, we optimize the ratio of the choice of two bases, the bit basis and the phase basis by using the second order expansion for the length of the generation keys under the coherent attack. This optimization addresses the trade-off between the loss of transmitted bits due to the disagreement of their bases and the estimation error of the error rate in the phase basis. Then, we derive the optimum ratio and the optimum length of the generation keys with the second order asymptotics. Surprisingly, the second order has the order $n^{3/4}$, which is much larger than…
2022-01-28 quant-ph
Passive sources for the Bennett-Brassard 1984 quantum key distribution protocol with practical signals
大多数量子密钥分发的实验实现都是基于Bennett-Schmidard 1984（所谓的BB84）协议。在该方案的典型光学实现中，发送器使用有源源来产生所需的BB84信号状态。虽然BB84信号的主动状态准备在原理上是简单而优雅的解决方案，但在实践中，被动状态准备在某些情况下可能是期望的，例如，在以高传输速率操作的那些实验设置中。被动方案也可能比主动源更鲁棒地抵抗侧信道攻击。典型的无源器件涉及参数下变频。在本文中，我们表明，相干光和实际的单光子源也适用于被动产生BB84信号态。我们的方法不需要任何外部驱动元件，而只需要线性光学元件和光电探测器。在相干光的情况下，所得到的密钥速率类似于由有源源提供的密钥速率。然而，当发送器使用实际的单光子源时，被动发射器覆盖的距离可能比主动配置的距离长。
2010-09-20 quant-ph
Photon-Number-Splitting versus Cloning Attacks in Practical Implementations of the Bennett-Brassard 1984 protocol for Quantum Cryptography
在实际的量子密码学中，源有时会产生多光子脉冲，从而使窃听者Eve能够执行强大的光子数分裂（PNS）攻击。最近，Curty和Lutkenhaus [Phys.Rev.A69，042321（2004）]表明，当存在两个光子时，PNS攻击并不总是最佳攻击：如果在Alice-Bob的相关性中存在错误，并且如果Eve不能修改Bob的检测效率，则Eve使用基于2->3克隆机的另一种攻击获得更大量的信息。在这项工作中，我们将这种分析扩展到所有的距离爱丽丝鲍勃。我们确定了一种新的非相干2->3克隆攻击，它比以前描述的性能更好。使用它，我们确认，在存在错误的情况下，夏娃的更好的策略使用2->3克隆攻击，而不是PNS。然而，这种改进对于Bennett-Bennard 1984（BB84）协议的实现是非常小的。因此，这些新攻击的存在在概念上是有趣的，但基本上不会改变BB84的安全参数的值。主要结果是有效的泊松和亚泊松源。
2005-04-15 quant-ph
Optimal Experimental Scheme for Bennett-Brassard 1984 Quantum Key Distribution Protocol with Weak Coherent Sources, Noisy and Lossy Channel
这是第一个能同时精确测量到达信号光子数和多光子脉冲量子误码率的方案。我们发现，标记多光子脉冲计数的分数的上限是$μ$，这是独立的信道损耗和强度的诱饵源。这样的上界是$inherent$，并且只要使用弱相干源和高损耗信道，就不能再减小。我们表明，我们的计划可以实现，即使信道损耗是非常高的。为了提高量子密钥分发的速率，可以采用较强的脉冲源强度。在验证了通信的安全性之后，可以使用信号脉冲和诱饵脉冲来生成原始密钥。我们分析了我们的方案是最优的，在今天的技术。PACS：03.67.Dd
2005-06-26 quant-ph
Efficient decoy-state quantum key distribution with quantified security
我们分析了利用诱骗态实现的高效Bennett-Bennard 1984协议的有限大小安全性，并将结果应用于千兆赫兹时钟的量子密钥分发系统。尽管增强了安全级别，但获得的安全密钥率是迄今为止在所有光纤距离上报告的最高水平。
2013-10-01 quant-ph
Performance of various quantum key distribution systems using 1.55 um up-conversion single-photon detectors
我们比较了各种量子密钥分发（QKD）系统的性能，使用一种新的单光子探测器，它结合了频率上转换的周期性极化锂（PPLN）波导和硅雪崩光电二极管（APD）。比较是基于安全通信速率作为距离的函数的三个QKD协议：Bennett-Bennard 1984（BB84），Bennett，Bennard和Mermin 1992（BBM 92），和相干差分相移键控（DPSK）。我们表明，上转换检测器允许更高的通信速率和更长的通信距离比常用的InGaAs/InP APD的所有三个QKD协议。
2005-06-13 quant-ph
Quantum Key Distribution with High Loss: Toward Global Secure Communication
针对Bennett-Schmidard 1984量子密钥分发协议，提出了一种在高损失情况下克服光子数分裂攻击的诱骗态方法：合法用户有意随机地用多光子脉冲（诱骗态）替换信号脉冲.然后他们检查诱饵状态的丢失。如果诱骗态的丢失异常地小于信号脉冲的丢失，则整个协议中止。否则，继续协议，他们估计的基础上的诱饵状态的信号多光子脉冲的损失。这个估计可以通过假设两个损失具有相似的值来完成，我们证明了这一点。
2003-05-19 quant-ph
Practical long-distance quantum key distribution system using decoy levels
量子密钥分发（QKD）具有广泛的实际应用前景。到目前为止，还没有安全的长距离实验证明将QKD从实验室转移到现实世界所需的真正实际操作，这主要是由于同步和检测器性能差的限制。在这里，我们报告使用一个全自动的，强大的量子密钥分配系统的基础上，班尼特Bennett 1984年协议（BB84）与低噪声超导纳米线单光子探测器（SNSPD）和诱饵水平的结果。密钥在144.3公里的光纤上以无条件的安全性产生，与实际QKD系统中无条件安全密钥生成的先前记录相比，增加了五倍以上。
2008-06-18 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
Security of EPR-based Quantum Cryptography against Incoherent Symmetric Attacks
研究了基于Ekert纠缠的量子密钥分发协议中一种新的非相干窃听策略。我们表明，在一定的对称性假设下，这种策略的有效性降低到原来的单量子比特协议的贝内特和Bennett的。
2001-03-12 quant-ph
Quantum cryptography with polarizing interferometers
Bennett，Bennard和Mermin提出的加密方案[Phys. Rev. Lett. { \bf 68}，557（1992）]中的方法被重新表述为涉及两个偏振马赫-曾德尔干涉仪的版本。这种形式虽然在物理上等同于原始形式，但使其安全性明确，具有启发性，易于向非专家解释。
1998-12-14 quant-ph
BB84 Quantum Key Distribution System based on Silica-Based Planar Lightwave Circuits
基于平面光波导技术，利用集成光学技术构建了一套用于Bennett-Bennard量子密钥分发系统的光干涉仪，并对其工作和稳定性进行了测试。实验结果表明，该干涉仪可用于实现实用的量子密钥分发系统。
2004-07-29 quant-ph
Higher Security Thresholds for Quantum Key Distribution by Improved Analysis of Dark Counts
通过对暗计数引起的错误进行新的分析，讨论了量子密钥分发（QKD）在长距离通信中的应用潜力。我们给出了一些充分条件，使得著名的量子密钥分发协议如Bennett-Barnett-Chefles 1984，Phoenix-Barnett-Chefles 2000和六态协议的密钥生成率和安全阈值有了相当大的提高.该分析适用于其他QKD协议，如Bennett 1992。我们研究了两种情况：一个发送器使用一个完美的单光子源和一个发送器使用泊松源。
2005-06-27 quant-ph
A passive transmitter for quantum key distribution with coherent light
量子密钥分发方案中的信号状态准备可以使用有源或无源来实现。被动源在某些情况下可能是有价值的;例如，在那些以高传输速率运行的实验设置中，因为不需要外部驱动元件。典型的无源发射机涉及参数下变频。最近，它已被证明，相位随机化的相干脉冲也允许被动产生的诱饵状态和Bennett-Bennard 1984（BB84）的偏振信号，虽然在一个单一的被动源的组合的设置是麻烦的。在本文中，我们提出了一个完整的无源发射机，准备诱饵状态BB84信号使用相干光。我们的方法采用和频产生连同线性光学元件和经典的光电探测器。在一个无限长的实验的渐近极限，由此产生的秘密密钥速率（每脉冲）是可比的一个由一个主动诱饵状态BB84设置与无限数量的诱饵设置。
2011-08-03 quant-ph
Discrete Rotational Symmetry and Quantum Key Distribution Protocols
本文通过推广著名的Bennett-Escherard 1984（BB84）和Scarani-Acin-Ribordy-Gisin 2004（SARG 04）协议，研究了离散旋转对称性在量子密钥分发中的作用.我们观察到，离散的旋转对称性导致协议的不变性连续旋转，从而导致比特和相位误差率之间的简化关系，因此一个简单的安全证明。
2006-12-22 quant-ph
Security of quantum key distribution with arbitrary individual imperfections
本文研究了在源和探测器中同时存在任意缺陷的情况下，Bennett-Schmidard 1984（BB84）协议的量子密钥分发（QKD）安全性.我们提供了安全的密钥生成率，并表明，只有两个参数必须有界，以确保安全性的基础依赖的源和检测器盲参数。否则，系统可能完全没有特征，并包含大量损耗。
2010-06-01 quant-ph
Finite-key analysis for practical implementations of quantum key distribution
在量子密钥分发中处理的比特表必须是有限长度的。对有限密钥无条件安全边界的需求在很久以前就已经被认识到，但是理论工具只是最近才变得可用。我们提供有限密钥的无条件安全边界的Bennett-Bennard 1984年编码的两个实际实现：无诱饵状态的捕获和测量实现，和基于纠缠的实现。一个有限的密钥绑定的诱饵状态的捕获和测量的实现也来自一个简化的处理下的统计波动。演示文稿是定制的，允许直接应用的界限在实验中。最后，也评估了先验合理的期望值的观测参数的界限。
2009-09-14 quant-ph
On the Robustness of (Photonic) Quantum Key Distribution with Classical Alice
最近提出了一种基于经典Bob的量子密钥分发（QKD）方案，并证明了该方案的鲁棒性。在这项工作之后，还提出了经典Alice的QKD，并证明了其鲁棒性。上述协议是理想的，因为它们使用了量子比特。然而，在过去，众所周知的QKD协议被证明是鲁棒的，甚至被证明是无条件安全的，当使用量子比特时，被发现在使用光子时是完全不安全的。这是由于对光子损失的敏感性（例如，Bennett的双态协议）或对与多光子状态组合的损失的敏感性（例如，对弱脉冲Bennett-Bennard协议的光子数分裂攻击，BB84）。在这里，我们证明了经典的爱丽丝量子密钥分配仍然是强大的光子损失，甚至多光子状态的考虑。
2010-12-14 quant-ph
Security proof of practical quantum key distribution schemes
本文给出了Bennett-Schmidard（BB84）量子密钥分发协议在实际实现中的安全性证明。为了证明安全性，并不假设设备中的缺陷被吸收到对手的攻击中。事实上，证据中唯一的假设是来源是有特征的。该方法利用攻击者关于隐私放大前密钥的Renyi熵的下界进行证明。该界揭示了降低密钥生成率的主要因素。
2005-06-29 quant-ph
Heralded single photon sources for QKD applications
单光子源（SPS）是量子信息协议的光学实现的基本构件。在SPS中，多晶体预示的单光子源似乎给出了高对产生率和低多光子事件之间的最佳折衷。在这项工作中，我们研究了它们的性能在一个实际的量子密钥分发实验，通过评估可实现的密钥速率。分析的重点是两个不同的计划，对称和不对称，提出了实际实施的预示单光子源，注意其组成元件的性能。该分析是基于Bennett和Bennard在1984年提出的协议，并利用诱饵状态技术对其进行了改进。最后，一个简单的方法，利用后选择机制的被动，一个诱饵状态计划进行评估。
2015-12-03 quant-ph
Quantum key distribution with key extracted from basis information
在传统的量子密钥分发协议中，安全密钥通常从系统的测量结果中提取。这里，提出了一种不同的方法，其中从测量基础而不是结果中提取安全密钥。与原始Bennett-Bennard-1984方案相比，拟定方案不涉及硬件变更，但对数据后处理进行了修改。我们表明，该协议是更强大的检测器效率攻击和光子数分裂攻击时，使用实际的探测器和光子源。
2014-10-20 quant-ph
Simple security proof of quantum key distribution via uncertainty principle
提出了一种基于不确定原理的量子密钥分发协议的无条件安全性分析方法。该方法适用于Shor和Preskill通过论证处理的每一种情况，并将它们从寻找量子纠错码的约束中解放出来。它也可以用没有特征的器械治疗病例。我们得到了一个安全的密钥速率Bennett-Bennard-1984协议的任意源的特征在于只有一个单一的参数表示的基础依赖。
2005-05-14 quant-ph
A largely self-contained and complete security proof for quantum key distribution
在这项工作中，我们提出了一个安全性分析量子密钥分发，建立了严格的权衡各种协议和安全参数的一类纠缠为基础的协议和测量。本文的目标是双重的：1）回顾和澄清最先进的安全分析的基础上熵的不确定性关系，和2）提供一个可访问的资源，研究人员感兴趣的安全分析的量子密码协议，考虑到有限资源的影响。为此，我们收集并澄清了文献中关于该主题的几个论点，目的是使这种处理基本上是独立的。更准确地说，我们专注于一类的Bennett-Bennett-Merard（BB84）协议的基础上，以及一类基于纠缠的协议类似于Bennett-Bennett-Merard-Mermin（BBM 92）协议的测量和测量协议。我们仔细地将这些协议中的不同步骤形式化，包括随机化，测量，参数估计，纠错和隐私放大，使我们能够在整个安全分析过程中保持数学上的精确。我们从操作定义的量子密钥分发协议是安全的，并推导出简单的条件，作为充分条件的保密性和正确性。然后，我们推导并最终讨论的经典计算，噪声容忍度，密钥长度和安全参数之间的权衡关系，我们的协议。我们的研究结果显着改善先前报道的权衡。
2017-07-10 quant-ph
No-clicking Event in Quantum Key Distribution
我们讨论的“无点击”事件，这是有害的合法用户在Bennett-Bennard 1984年量子密钥分发：我们描述了一种攻击，其中无点击事件被利用在相同的方式双击事件被利用在量子木马攻击。我们讨论如何处理无点击事件。我们讨论了如何估计的安全性协议对拟议的攻击，通过使用一个公式涉及的对抗性删除事件的分数。
2008-04-22 quant-ph
Security of quantum key distribution with bit and basis dependent detector flaws
本文研究了Bennett-Schmidard 1984（BB84）量子密钥分发协议在存在比特和基依赖检测器缺陷的情况下的安全性。我们提出了一个强大的攻击，可用于检测器效率不匹配的系统中，即使检测器的分配是随机选择的鲍勃。提供了安全证明，对于通道/接收器/检测器中的任何基础相关的、可能有损耗的线性光学缺陷有效。证明不假设所谓的挤压检测器模型。
2010-01-04 quant-ph
Security of quantum key distribution with discrete rotational symmetry
我们证明了使用M个不同线偏振的衰减激光脉冲的量子密钥分发协议的无条件安全性。当M=4时，证明覆盖了所谓的SARG 04协议[V.~ Scarani等人，物理修订版\ Lett. { \bf 92}，057901（2004）]，其使用与Bennett-Bennard 1984协议完全相同的量子通信。对于传输$η$的信道，我们证明了SARG 04中的关键速率为$O(η^{3/2})$。当我们将状态的数量增加到M=2k-1或2k时，密钥速率缩放改进为$O(η^{(k+1)/k})$。
2005-07-16 quant-ph
Pilot-reference-free continuous-variable quantum key distribution with efficient decoy-state analysis
本研究提出一种时间箱编码CV QKD协议，无需全局参考，结合相位随机化与四强度诱骗分析实现高效安全的密钥提取，密钥率较单光子方案提升两个数量级，短距离性能比肩最优BB84方案。
2025-08-04 quant-ph
Estimates for practical quantum cryptography
在这篇文章中，我提出了一个量子密码协议，它可以防止对单个信号的攻击。它基于1984年的Bennett-Bennard协议（BB84）。就使用单光子作为信号状态而言，安全性证明是完整的。重点给出了所产生的协议的实用性。对于每次运行的量子密钥分发的安全声明给出了成功的密钥生成的概率和窃听者的知识的概率，测量为香农熵的变化，低于指定的最大值。
1999-01-18 quant-ph
Quantum key distribution with realistic states: photon-number statistics in the photon-number splitting attack
量子密钥分发可以利用诸如弱相干脉冲的实际信号源来执行。这种方案的一个示例是可以经由信号或等效信号的极化来实现的Bennett-Bennett协议。事实证明，窃听者最强大的工具是光子数分裂攻击。我们表明，这种攻击可以扩展到相关的参数制度，如保持泊松光子数分布的信号源和有损信道的组合。
2001-12-22 quant-ph
Attacking quantum key distribution with single-photon two-qubit quantum logic
Fuchs-Peres-Brandt（FPB）探测器通过一个控制非门实现了对Bennett-Schmidard 1984量子密钥分发（BB84 QKD）的最强个体攻击。本文描述了一个完整的物理模拟的FPB探针攻击基于偏振的BB84量子密钥分配使用一个确定性的CNOT构造从单光子双量子比特量子逻辑。将光子数的偏振保持量子非破坏测量添加到该配置将物理模拟转换为FPB攻击的真正确定性实现。
2005-09-22 quant-ph
Quantum Key Distribution Using Three Basis States
本文提出了一种使用n个光子的量子通信的公钥分发方法，该方法同时提供了比特未被篡改的高概率。它是Bennett和Bennard（BB84）量子方法的三态变体，其中透射态从4个减少到3个，检测器态从2个增加到3个。在关于攻击方法的某些假设下，它提供了n < 18 m的优越性能（在可用密钥位数方面），其中m是用于验证BB84协议中过程完整性的密钥位数。
2000-06-06 quant-ph
Simple Proof of Security of the BB84 Quantum Key Distribution Protocol
本文证明了1984年Bennett和Bennard提出的量子密钥分发协议（BB84）的安全性。我们首先给出了一个基于纠缠净化的密钥分发协议，并利用Lo和Chau对类似协议的安全性证明方法证明了该协议的安全性。然后，我们表明，该协议的安全性意味着BB84的安全性。基于纠缠纯化的协议使用Calderbank-Shor-Steane（CSS）码，并且这些码的性质用于从Lo-Chau协议中移除量子计算的使用。
2000-05-12 quant-ph
Mismatched-basis statistics enable quantum key distribution with uncharacterized qubit sources
在量子密钥分发的后处理过程中，来自失配基测量的原始密钥比特通常被丢弃，其中双方使用不同的基。在这里，我们提出了一个后处理方法，利用测量统计不匹配的基础情况下，并证明，将这些统计数据，使uncharacterized量子比特源中使用的测量设备无关的量子密钥分发协议和Bennett-Bennard 1984协议，否则是不可能的情况下。
2014-11-27 quant-ph
Quantum Cryptography in Noisy Channels
我们提供了一个完整的证明量子密码的安全性对任何窃听攻击，包括相干测量，即使在存在噪声。极化为基础的加密方案被证明是等效的EPR为基础的计划。我们还表明，一个嘈杂的信道的性能接近一个无噪声的错误率趋于零。(i.e.,保密容量$C_s (ε) \to C_s (0)$为$ε\to 0$）。我们的结果的一个含义是，一个可以{\it倍}的效率，最著名的量子密码方案提出的Bennett和Bennard简单地通过分配极大不同的概率到两个共轭基。
1995-11-20 quant-ph
Robust Unconditionally Secure Quantum Key Distribution with Two Nonorthogonal and Uninformative States
我们引入了一种新形式的诱饵态技术，使单光子Bennett 1992协议对通信信道的损耗和噪声具有鲁棒性。发送端准备两个无信息状态，以防止无模糊状态鉴别攻击，提高相位误差率估计。所提出的方法不需要强参考脉冲，额外的电子设备或额外的检测器来实现。
2009-07-02 quant-ph
Experimental realization of equiangular three-state quantum key distribution
量子密钥分发采用三态等角配置，它结合了与Bennett-Schmidard 1984协议相当的安全阈值和不需要揭示部分密钥的量子误码率（QBER）估计。我们实现了一个基于纠缠的版本的Renes 2004协议，只使用无源光学元件的线性计划的测量POVM，产生一个渐进的安全密钥速率超过10 kbit/s，平均QBER为1.6%。然后，我们证明了它的安全性的情况下，有限的密钥和评估的集体和一般攻击的密钥率。
2016-03-24 quant-ph
Secure quantum key distribution with an uncharacterized source
我们证明了Bennett-Schmidard（BB84）量子密钥分发协议的安全性，对于任意的源，其平均状态是基无关的，如果源被适当地设计，则自动满足该条件。证明是基于这样的观察，对手，密钥提取过程是等效于在纯sigma_z-基础上的本征态上执行的sigma_x-基础上的测量。可实现的密钥长度对比特错误率的依赖性与Shor和Preskill为完美源建立的依赖性相同，这表明该协议可以有效地检测源中的缺陷。
2002-12-21 quant-ph
Exploring the role of Leggett-Garg inequality for quantum cryptography
在密码学的上下文中，贝尔型不等式的时间版本的早期未探索的应用在这里显示在设备无关（DI）场景中。利用Leggett-Garg不等式（LGI）证明了量子密钥分发（QKD）方案的抗窃听安全性。这通常涉及更高维度的攻击，标准BB84协议对此不安全。为此，我们调用一个适当的形式的LGI。虽然密钥生成是通过通常的Bennett-Bennard 1984（BB84）方法完成的，但针对设备攻击的安全检查是通过测试是否违反这里使用的特定形式的LGI来提供的。
2016-02-24 quant-ph
Quantum key distribution based on a quantum retrodiction protocol
这篇论文被撤回。研究了基于量子回溯协议的量子密钥分发（QKD）协议，即所谓的平均王问题。分析了在纠缠对的制备和量子态的传输两个过程中都存在窃听的安全性。该QKD协议在每次运行中可以有效地生成一比特原始密钥。我们发现，对于量子比特系统，它比量子密钥分配Bennett-Bennettard 1984协议和六态协议更安全。该QKD协议也适用于更高维的系统。
2013-01-13 quant-ph
Quantum cryptography with finite resources: unconditional security bound for discrete-variable protocols with one-way post-processing
基于一个可组合的、具有操作意义的安全性定义，推导出了有限资源量子密钥分发系统在单向后处理下的安全性界。虽然我们的证明依赖于集体攻击的假设，但无条件安全性立即遵循Bennett-Bennard 1984和六状态等标准协议。对于这种协议的单量子比特实现，我们发现当至少N个\sim 10 ^5信号被交换和处理时，密钥速率变为正。对于任何其他离散变量协议，可以使用指数de Finetti定理获得无条件安全性，但额外的开销导致非常悲观的估计。
2008-06-01 quant-ph
Quantum Authentication and Encryption with Key Recycling
我们提出了一个信息理论上安全的加密方案，经典的消息与量子密文，提供检测窃听攻击，并在没有窃听的情况下，密钥的可重用性：整个密钥可以安全地重新用于加密新的消息，只要没有检测到攻击。众所周知，这对于完全经典的方案是不可能的，因为没有办法检测普通的窃听攻击。量子技术在密码学中的这种特殊应用最初是由Bennett、Bennard和Breidbart在1982年提出的，甚至在提出量子密钥分配之前，提出了一个简单的候选方案，但没有给出严格的安全性分析。2005年，当达姆加德、佩德森和萨尔瓦多提出了一个新的方案来完成同样的任务时，这个想法又被重新提出来，但现在有了严格的安全分析。然而，他们的方案在量子能力方面要求更高：它要求用户拥有量子计算机。相反，与Bennett等人的原始方案一样，我们的新方案仅需要制备和测量单个BB84量子比特。因此，我们不仅展示了一个可证明安全的方案，这是在目前的技术范围内，但我们也证实贝内特等人。的原始直觉，一个计划的精神，他们原来的建设确实是安全的。
2017-05-19 quant-ph
Quantum Key Distribution using Multilevel Encoding: Security Analysis
提出了一种基于有限高维希尔伯特空间编码的量子密钥分发协议的安全性证明。该协议是Bennett和Bennard的基本协议从两个基、两种状态编码到多个基、多状态编码的扩展。我们分析了合法方和窃听者之间的互信息，以及错误率，作为Hilbert空间的维数的函数，同时考虑最佳的非相干和相干窃听攻击。当窃听者使用非相干和相干窃听策略时，我们得到了合法方错误率的上限，以确保无条件的安全。我们还考虑了由探测器噪声引起的实际噪声。
2001-06-12 quant-ph
Quantum Kolmogorov Complexity and Quantum Key Distribution
本文从量子算法信息的角度讨论了Bennett-Bennard 1984（BB84）量子密钥分发协议。香农的信息论需要一个概率来定义信息的概念，而算法信息论不需要它，并且可以将信息的概念分配给单个对象。描述一个对象所需的程序长度，即柯尔莫哥洛夫复杂度，在该理论中起着最基本的作用。在算法信息论的背景下，我们制定了一个安全标准的量子密钥分发通过使用量子Kolmogorov复杂性，最近定义的Vitányi。我们发现，一个简单的BB84协议确实分布在爱丽丝和鲍勃之间的二进制序列，看起来几乎随机夏娃的概率指数接近1。
2009-01-28 quant-ph
High error-rate quantum key distribution for long-distance communication
在最初的BB84协议中，窃听者被检测到，因为他试图拦截信息导致量子比特错误率（QBER）至少为25%。在这里，我们设计了另一种量子密钥分发协议，其中Alice和Bob使用两个相互无偏的基，其中一个编码为“0”，另一个编码为“1”。“该方案的安全性是由于窃听者引入的最小索引传输错误率（ITER），该错误率在高维光子状态下显着增加。这允许传输线中有更多的噪声，从而增加了Alice和Bob之间的可能距离，而不需要中间节点。
2009-05-26 quant-ph
Security of quantum key distribution with imperfect devices
本文证明了Bennett-Schmidard（BB84）量子密钥分发协议在信源和检测器处于敌手有限控制下的安全性。我们的证明适用于当源和检测器都有小的基础依赖的缺陷，这是典型的协议的实际实现。我们推导出一个一般的弱基依赖窃听攻击的渐近密钥生成率的下界，并估计在一些特殊情况下的速率：源发射弱相干态随机相位，检测器与基依赖的效率，和未对准的源和检测器。
2004-09-03 quant-ph
Quantum key distribution using intra-particle entanglement
我们提出了使用粒子内纠缠来增强Bennett-Schmidard-1984（BB84）量子密钥分发方案的安全性。粒子内纠缠是一个有吸引力的资源，因为它可以很容易地产生仅使用线性光学。在非相干攻击的简单模型下，研究了包含两个或所有五个互无偏基的协议的安全性。在密钥生成效率和容错率方面，后者优于前者。我们发现，允许秘密蒸馏的状态必然是纠缠的，尽管它们可能是局部的。由于更强大的攻击夏娃显然存在，我们的结果意味着，安全性是一个严格的更强的条件比纠缠这些协议。
2013-04-23 quant-ph
Entanglement-Enhanced Quantum Key Distribution
我们提出并分析了一个基于发送纠缠N量子比特态的量子密钥分发协议，而不是像Bennett和Bennard（BB84）的开创方案那样发送单量子比特态。由于量子比特是单独发送的，窃听者只能逐个访问它们。在拦截-重发攻击中，这个基本限制允许即使一个量子比特没有被拦截，窃听者关于传输密钥的信息也会消失。Eve的信息的隐含上限1/（2N）进一步被示出不是最低的，因为在N = 2的情况下，信息可以减少到小于BB 84中的信息的30%。一般来说，该协议至少与BB84一样安全。
2008-10-07 quant-ph
Partially random phase attack to the practical two-way quantum-key-distribution system
相位随机化是Bennett-Schmidard 1984弱相干源量子密钥分发（QKD）系统中一个非常重要的假设。因此，需要有源相位调制器来随机化源的相位。然而，在实际的量子密钥分配系统中，很难检验源的相位是否完全随机。本文提出了一种部分随机相位攻击，利用这一缺陷。分析表明，即使Alice采用主动相位随机化，Eve也可以利用我们的攻击破坏双向QKD系统的安全性。此外，数值模拟表明，在某些参数范围内，我们的攻击是免疫的单诱饵状态的方法。
2013-05-26 quant-ph
Classical light steering leading to quantum-like security
我们展示了如何单系统转向可以表现出的经典光，一个功能起源于叠加在经典光学，也使纠缠和贝尔违反经典光束。单系统转向是量子域中爱因斯坦-波多尔斯基-罗森（EPR）转向的时间模拟，能够控制远程系统的状态，因此可以连接到两个远程方之间的密钥生成的安全性。当在两个不同的时间进行位移宇称测量时，我们推导出了单模相干态的转向准则。利用经典相空间中的细粒度不确定性关系，计算了Bennett-Barnard 1984（BB84）协议在高斯克隆攻击下的安全界，得到了一个理想的类量子密钥速率.
2016-06-27 quant-ph
Temporal steering and security of quantum key distribution with mutually-unbiased bases against individual attacks
时间转向是爱因斯坦-波多尔斯基-罗森转向的时间模拟，指的是量子系统的初始状态和最终状态之间的时间量子相关。通过分析时间导向不等式与平均量子比特误码率的关系，揭示了时间导向与量子克隆之间的相互作用，从而保证了基于相互无偏基的量子密钥分发的安全性.这里分析的密钥分布包括Bennett-Bennard 1984协议（BB84）和Bennett的六态协议（B 98）。此外，我们定义了一个时间可操纵的权重，这使我们能够确定一种monogamy的时间相关性，这是必不可少的量子密码学和有用的分析各种情况下的量子因果关系。
2016-02-29 quant-ph
Tight Finite-Key Analysis for Quantum Cryptography
尽管量子密码学在理论和实验上都取得了巨大的进展，但目前大多数量子密钥分发实现的安全性仍然没有得到严格的确定。主要问题之一是最终密钥的安全性高度依赖于合法方之间交换的信号的数量M。然而，在任何实际实现中，M都受到可用资源的限制，现有的安全证明通常仅对不切实际的大M值渐近有效。在这里，我们证明，理论和实践之间的差距可以克服使用最近开发的证明技术的基础上的不确定性关系的光滑熵。具体地说，我们考虑了一族Bennett-Bennard 1984量子密钥分发协议，并证明了对于中等的M值，可以保证对一般攻击的安全性。
2012-10-17 quant-ph
Kochen-Specker theorem as a precondition for secure quantum key distribution
我们证明了（1）Ekert 91不等式的违背是Kochen-Specker（KS）定理证明的充分条件，（2）Bennett-Bachard-Mermin 92（BBM）不等式的违背也是KS定理证明的充分条件.因此，每个QKD协议的成功揭示了量子理论的非经典特征，在这个意义上，KS现实主义被违反。进一步证明了Ekert不等式和BBM不等式都是由可证明的纠缠见证不等式证明的.在这里，我们将这两个密钥分发过程的成功与无隐变量定理和可验证纠缠联系起来。我们还讨论了量子理论的希尔伯特空间形式中KS实在论与Bell定域实在论的区别。
2005-05-23 quant-ph
