Controlled and secure direct communication using GHZ state and teleportation
本文提出了一种可控的、安全的直接通信的理论方案。通信是基于GHZ态和受控量子隐形传态。在确保量子信道（GHZ态的一组量子比特）的安全性之后，Alice将秘密信息直接编码在一系列粒子态上，并使用受控的量子隐形传态将它们传输给由Charlie监督的Bob。Bob可以通过测量他的量子位直接读出编码的信息。在该方案中，受控的量子隐形传态传输Alice的信息而不向潜在的窃听者透露任何信息。由于Alice和Bob之间不存在量子比特在公共信道中的传输，因此如果使用理想的量子信道，则对于受控的直接秘密通信是完全安全的。该方案的特点是双方的通信依赖于第三方的同意。
2003-12-01 quant-ph
Quantum secure direct communication by Einstein-Podolsky-Rosen pairs and entanglement swapping
提出了一种利用交换量子纠缠实现量子安全直接通信的方案。在该方案中，一组有序的Einstein-Podolsky-Rosen（EPR）对被用作量子信息信道，用于直接发送秘密消息。在保证量子信道安全性的前提下，发送方Alice根据其粒子序列的约定，对其粒子序列进行一系列的局部操作，从而直接对秘密信息进行编码。使用三个EPR对，三比特的秘密经典信息可以忠实地从爱丽丝传输到远程鲍勃，而不会向潜在的窃听者泄露任何信息。通过Alice和Bob的GHZ状态测量结果，Bob能够直接读出编码的秘密消息。如果使用完美的量子信道，则协议是完全安全的，因为Alice和Bob之间携带秘密信息的量子比特在公共信道中没有传输。
2004-06-13 quant-ph
Measurement-Device-Independent Quantum Secure Direct Communication with User Authentication
量子安全直接通信（QSDC）和确定性安全量子通信（DSQC）是量子密码学的两个重要分支。在实际情况下，攻击者可以应用检测器侧信道攻击来获得关于秘密消息的一些不可忽略的信息量。测量设备无关（MDI）量子协议通过引入一个不可信第三方（UTP），利用不完全测量设备执行协议中的所有测量，可以消除这种检测器侧信道攻击。本文提出了第一个带有用户身份认证的MDI-QSDC协议，发送方和接收方都先验证对方的身份，然后交换秘密消息。然后，我们将其扩展到MDI量子对话（QD）协议，其中双方可以在验证另一方的身份后发送各自的秘密消息。与此同时，我们还报告了第一个MDI-DSQC协议与用户身份认证。理论分析证明了我们提出的协议对常见攻击的安全性。
2022-02-21 quant-ph
Deterministic secure quantum communication with and without entanglement
我们提出了一个协议，用于发送消息的量子信道与不同层次的安全，将防止窃听者破译的消息而不被发现。该协议有两个版本，其中比特被编码在纠缠光子对或单独的光子中。与许多其他协议不同，它需要单向而不是双向的量子信道，并且不需要量子存储器。使用量子密钥对消息进行加密，并且密钥和消息都使用相同的量子编码技术在量子信道上发送。只有在没有检测到窃听者的情况下才发送密钥。
2020-11-30 quant-ph
Deterministic secure direct communication using GHZ states and swapping quantum entanglement
我们提出了一个确定性的安全的直接通信方案，通过纠缠交换，其中一组有序的最大纠缠三粒子态（GHZ态），最初由空间上分离的三方，爱丽丝，鲍勃和查理共享，功能作为一个量子信息信道。在保证量子信道安全的前提下，Alice和Bob根据三方约定和各自要发送给Charlie的秘密信息，对各自的粒子进行了一系列的局域操作。通过Alice、Bob和Charlie的三次Bell测量结果，Charlie能够直接推断出秘密信息。秘密消息通过最初共享的GHZ状态对从Alice和Bob忠实地传输到Charlie，而不会向潜在的窃听者透露任何信息。由于任意两个量子比特之间在公共信道中不存在携带秘密信息的量子比特的传输，因此如果使用完美的量子信道，则直接秘密通信是完全安全的。
2005-09-05 quant-ph
N-Partner Secure Direct Communication Based on Quantum Nonlocality
利用量子非局域性，提出了一个多伙伴安全直接通信协议。该协议的安全性基于“高保真意味着低熵”。当纠缠分发成功后，多伙伴中的任何一个都可以利用本地操作和可靠的公共信道秘密发送消息。由于纠缠成功分发后消息仅通过本地操作和公共信道进行传输，因此该协议可以保护通信免受破坏旅行量子比特型攻击。
2004-01-14 quant-ph
Information-theoretically secure data origin authentication with quantum and classical resources
在传统密码学中，信息理论上安全的消息认证可以通过通用散列函数来实现，并且需要两个合法用户共享一个随机密钥，该密钥是消息长度的两倍。我们解决的问题，量子资源是否可以提供任何优势，经典的无条件安全的消息认证码。结果表明，被动的验证和测量的量子消息认证方案不能做得比他们的经典同行。随后，我们提出了一个交互式的纠缠辅助计划，理想情况下，允许经典的消息与经典的密钥，这是一样长的消息的认证。
2020-11-13 cs.CR quant-ph
A Simultaneous Quantum Secure Direct Communication Scheme between the Central Party and Other M Parties
提出了一种利用四粒子GHZ态和交换量子纠缠实现一方与其他三方同时量子安全直接通信的方案。在该方案中，三个在空间上相互分离的粒子Alice、Bob和Charlie根据四分约定对各自的粒子进行一系列的局部操作，从而将秘密信息传输给远端的接收者Diana。根据爱丽丝、鲍勃、查理和戴安娜的贝尔测量结果，戴安娜可以推断出秘密信息。如果使用完美的量子信道，秘密信息将通过最初共享的四粒子GHZ态对忠实地从Alice、Bob和Charlie传输到Diana，而不会向潜在的窃听者泄露任何信息。由于携带秘密信息的量子比特在公共信道中没有传输，因此直接秘密通信是完全安全的。该方案可以被认为是通信方的网络，其中每一方都希望与中央方或服务器秘密通信。
2005-09-05 quant-ph
Correct mutual information, quantum bit error rate and secure transmission efficiency in Wojcik's eavesdropping scheme on ping-pong protocol
指出了Wojcik的乒乓协议窃听方案[PRL 90（03）157901]中存在的错误互信息、量子误码率和安全传输效率等问题，并进行了修正。
2004-02-16 quant-ph
Secure Direct Communication with a Quantum One-Time-Pad
量子安全直接通信是在不首先产生共享密钥的情况下秘密消息的直接通信。它可以在紧急情况下使用。在这里，我们提出了一个量子安全的直接通信协议使用单光子。该协议使用了在四种不同状态之一随机制备的单光子批次。这些单光子作为一次性密码本，直接用于在一次通信过程中对秘密信息进行编码。我们还证明了它是无条件安全的。该协议是可行的，与目前的技术。
2004-05-28 quant-ph
Secure sequential transmission of quantum information
提出了一种量子通信协议，可以在量子通信网络上通过多个中间节点安全地传输任意量子态。该方案利用了满足$n$ -量子比特泡利运算对易关系的私有量子信道的序列链式近似形式。本文深入研究了量子顺序传输（QST）协议的序列结构、安全性分析和效率。
2015-09-08 quant-ph
How Secure Are Two-Way Ping-Pong and LM05 QKD Protocols under a Man-in-the-Middle Attack?
研究了对双向量子密钥分发乒乓协议和LM 05协议的中间人攻击。因此，在攻击下，消息模式中没有干扰，发送者和接收者之间的互信息总是恒定的，并且等于1，窃听者复制的消息总是真实的。只能在控制模式下检测攻击，但未定义应中止协议的检测级别。我们检查了协议的步骤，以评估其安全性，并发现该协议需要重新设计。我们还比较了它与一个单向的非对称BB84-like协议的安全性，其中一个基础作为消息模式，另一个作为控制模式，但它确实有检测的水平，在该协议应被中止定义。
2021-01-30 quant-ph
Encoding secret information in measurement settings
安全通信协议通常以一种范式来制定，其中消息被编码在测量结果中。在这项工作中，我们提出了一个相当未开发的框架，其中的信息是编码在测量设置，而不是在他们的结果。特别是，我们研究了两种不同的变种，这样的安全通信协议，其中的消息字母表对应于相互无偏基地的测量设置。
2014-05-05 quant-ph
Classical noise, Quantum noise and Secure communication
基于消息加密的安全通信可以通过将消息与受控噪声（称为伪噪声）组合来执行，如在Wi-Fi和智能电话电信系统中目前使用的扩频通信中执行的。基于纠缠的量子通信是另一种安全通信的途径，正如本工作中描述的几个重要实验所证明的那样。光子在统一描述经典和量子噪声作为安全通信系统的主要成分中所起的核心作用是突出和描述的经典和量子波动耗散定理的基础上。
2016-09-16 quant-ph
Secure quantum carriers for quantum state sharing
我们开发了量子载体的概念，并表明可以从该载体上传和下载消息，并且在传输过程中，这些消息对外部代理隐藏。我们详细解释了不同的通信任务，包括量子密钥分发，经典的秘密和量子态共享之间的一组$n$球员根据一般的阈值计划的量子载体的工作。讨论了协议的安全性，指出只有合法子集才能取回秘密消息，协议的持续运行和载体的维护需要各方的协作。
2011-12-06 quant-ph
Direct quantum communication without actual transmission of the message qubits
最近Salih \emph{et al.}{[} Phys. Rev. Lett提出了一种基于正交态的直接量子通信协议，该协议无需粒子的实际传输。\textbf{110}（2013）170502{]}使用链式量子芝诺效应。由于Vaidman {[}arXiv：1304.6689（2013）{]}批评了粒子不传输的主张，Salih \emph{et al.}的条件（主张）在这里被削弱到允许粒子传输的程度，但是不允许消息量子比特（在其上编码秘密信息的量子比特）的传输。保持在这个较弱的条件下，它表明，存在一个大类的量子态，可以用来实现一个基于正交态的协议的安全直接量子通信使用纠缠交换，其中的实际传输的消息量子比特是不需要的。协议的安全性来源于一夫一妻制的纠缠。由于该协议不需要使用共轭编码，因此其安全性与协议的不可交换性无关。
2013-07-23 quant-ph
Controlled quantum teleportation and secure direct communication
提出了一种可控的量子隐形传态方案。在该协议中，一个2能级粒子的未知态的量子信息在监督者Charlie的控制下通过初始共享的纠缠粒子三重态从发送者（Alice）忠实地传输到远程接收者（Bob）。Alice、Bob和Charlie共享的分布式纠缠粒子作为量子信息信道进行忠实传输。我们还提出了一个受控的和安全的直接通信方案，通过这种隐形传态。在保证量子信道安全性的前提下，Alice将秘密信息直接编码在一系列粒子态上，并利用这种受控的量子隐形传态将其传输给由Charlie监督的Bob。Bob可以通过测量他的量子位直接读出编码的信息。在该方案中，受控的量子隐形传态传输Alice的信息而不向潜在的窃听者透露任何信息。由于Alice和Bob之间不存在量子比特在公共信道中的传输，因此，如果使用理想量子信道，则对于受控和直接的秘密通信是完全安全的。该方案的特点是双方的通信依赖于第三方的同意。
2004-03-22 quant-ph
Device-independent quantum secure direct communication with single photon sources
量子安全直接通信（QSDC）是通过量子信道直接传输保密信息。设备无关的QSDC（Device-independent，DI）技术仅依赖于对贝尔不等式违反的观察，而不依赖于对用户设备内部工作机制的任何详细描述或信任，能够保证通信的安全性。在本文中，我们提出了一个实用的高效单光子源的DI-QSDC协议。通信双方采用预示结构从单光子开始构建纠缠信道，使得消息泄漏率与光子传输损耗无关。该协议的安全通信距离和实际通信效率分别是原协议的6倍和600倍。结合纠缠净化，双方可以构建近乎完美的纠缠通道，彻底消除消息泄露。该协议在未来的量子通信领域具有重要的应用价值。
2023-03-28 quant-ph
Comment on "A special attack on the multiparty quantum secret sharing of secure direct communication using single photons"
在这篇评论中，我们表明，特殊攻击[S.- J. Qin，F. Gao，Q.- Y. Wen，F.- C. Zhu，Opt. Commun. 281（2008）5472.]，其声称能够通过随机相移操作获得使用单光子的安全直接通信的多方量子秘密共享的协议的所有传输的秘密消息比特值，失败了。此外，一类类似的攻击也被证明是无法提取的秘密消息。
2010-07-22 quant-ph
Quantum secure direct communication with quantum encryption based on pure entangled states
提出了一种基于量子加密的量子安全直接通信方案。两个授权用户重复使用共享的纯纠缠对序列（量子密钥）直接对传输光子携带的秘密信息进行加密和解密。为了检验窃听，双方在每轮前对一些诱饵粒子进行单光子测量。该方案的优点是纯纠缠量子信号源目前是可行的，任何窃听者都无法窃取消息。
2007-07-31 quant-ph
Implementing an information-theoretically secure Byzantine agreement with quantum signed message solution
本文提出基于量子签名消息方案的量子签名拜占庭协议，仅利用QKD共享密钥实现信息论安全，将容错阈值扩展至任意恶意节点数量，并显著降低通信复杂度。
2025-02-08 quant-ph
Capacity of a simultaneous quantum secure direct communication scheme between the central party and other M parties
我们分析了一个通过$M+1$ -粒子GHZ态和交换量子纠缠在中心方和其他$M$方之间同时进行量子安全直接通信的方案的容量。结果表明，如果其他$M$方希望秘密地向中心方发送$M+1$比特经典消息，则编码方案应该是秘密的。然而当编码方案公开时，我们证明了无论$M$有多大，该方案传输秘密消息的容量都是2比特。
2006-04-18 quant-ph
Quantum public-key algorithms to encrypt and authenticate quantum messages with information-theoretic security
从公钥加密和公钥认证两个方面研究了量子信息的公钥密码体制。首先给出了量子公钥加密方案的一般构造，然后构造了一个信息论安全的实例。然后，我们提出了一个量子公钥认证方案，该方案可以保护量子消息的完整性。该方案可以同时对量子信息进行加密和认证。它在加密方面是信息论安全的，并且篡改的成功概率随着认证方面的安全参数呈指数下降。与经典的公钥密码体制相比，我们的方案中的一个私钥对应于一个指数数量的公钥，并且发送方使用的每个量子公钥对发送方来说都是未知的量子态.
2012-05-10 quant-ph
Quantum no-key protocols for secret transmission of quantum and classical message
提出了一种量子无密钥协议的理论框架。作为其应用，我们开发了三种QNK协议：实用的QNK协议、基于量子完全加密的QNK协议和基于布尔函数计算的QNK协议。这些协议的安全性是基于量子力学定律，而不是基于计算假设。
2011-12-05 quant-ph
Unconditionally secure digital signatures implemented in an 8-user quantum network
了解和可验证地证明消息来源的能力通常与加密消息本身一样重要。在这里，我们提出了一个实验演示的无条件安全的数字签名（USS）协议的第一次实施，据我们所知，在一个完全连接的量子网络没有可信的节点。我们的USS协议是安全的，防止伪造，否认和消息是可转移的。我们展示了无条件安全签名的可行性，仅使用分布在整个网络中的二分纠缠态，并通过实验评估了该协议在现实世界中具有不同消息长度的情况下的性能。
2022-02-10 cs.CR quant-ph
Large payload bidirectional quantum secure direct communication without information leakage
基于任意两个GHZ态之间的纠缠交换，提出了一种无信息泄漏的大负载双向量子安全直接通信协议。两个远程授权方，爱丽丝和鲍勃，可以安全地交换他们的个人秘密消息，而不必担心信息泄漏问题。我们的协议使用一个共享的秘密GHZ状态，以克服信息泄漏问题。共享秘密GHZ状态在双向通信过程中扮演两个角色：一方面，它让Bob知道准备好的初始状态;另一方面，它用于对Bob的秘密消息进行编码。此外，我们的协议可以传输六位的秘密消息，每轮通信。与已有的BQSDC协议相比，该协议的优点在于同时具有以下两个特点：一方面克服了信息泄漏问题，另一方面通信容量高达6比特/轮。
2022-05-05 quant-ph
Quantum secure direct communication based on order rearrangement of single photons
基于光子有序重排和分块传输的思想，提出了一种利用单光子的量子安全直接通信方案。该方案的安全性由量子不可克隆理论和光子的秘密传输顺序保证。该方案是有效的，所有的偏振光子被用来传输发送者的秘密消息，除了那些被选择用于窃听检查。我们还将该方案推广到一个多方控制的量子秘密直接通信方案，即发送方的秘密信息只能在所有控制方的许可下由接收方恢复。
2006-03-11 quant-ph
Composable, Unconditionally Secure Message Authentication without any Secret Key
我们考虑一种设置，其中从Alice到Bob的信道比从Eve到Bob的信道噪声更小。我们发现，存在编码和解码，同时完成纠错和认证，也就是说，鲍勃是能够正确解码来自爱丽丝的消息，并拒绝来自夏娃的消息具有很高的概率。该系统不需要在Alice和Bob之间共享任何秘密密钥，提供了信息论安全性，并且可以在任意上下文中安全地与其他协议组合。
2018-04-05 cs.CR cs.IT math.IT
Unconditionally Secure Quantum Signatures
签名方案是由Diffie和Hellman于1976年提出的，在现代通信中已经变得无处不在。它们允许从一个发送者到多个接收者的消息交换，保证消息不能被伪造或篡改，并且消息也可以从一个接收者转发到另一个接收者而不影响其有效性。签名与加密不同，但其重要性并不亚于加密，后者可确保消息的隐私性。常用的签名协议-基于Rivest-Adleman-Shamir（RSA）算法、数字签名算法（DSA）和椭圆曲线数字签名算法（ECDSA）的签名-仅在计算上是安全的，类似于公钥加密方法。事实上，由于这些依赖于寻找离散素数或分解大素数的困难，因此随着量子计算机的出现，它们将变得完全不安全。因此，我们可能会看到向签名协议的转变，即使在后量子世界中也将保持安全。理想情况下，这种方案将提供无条件的或信息理论的安全性。在本文中，我们的目标是提供一个访问和全面的审查现有的无条件安全的签名方案签署经典的消息，重点是无条件安全的量子签名方案。
2015-08-08 cs.CR quant-ph
Can Two-Way Direct Communication Protocols Be Considered Secure?
我们考虑攻击的双向量子密钥分发协议中，一个不可检测的窃听者复制的消息模式中的所有消息。我们表明，在攻击下，没有干扰的消息模式，发送者和接收者之间的互信息总是恒定的，等于一。因此，最近的双向协议的安全性证明不能被认为是完整的，因为它们不包括所考虑的攻击。
2017-09-26 cs.CR quant-ph
On The Round Complexity of Secure Quantum Computation
我们构建了第一个常数轮协议，用于两方（2 PQC）和多方（MPQC）设置的安全量子计算，具有对恶意对手的安全性。我们的协议是在公共随机字符串（CRS）模型。- 假设两个消息的不经意传输（OT），我们得到（i）三个消息的2 PQC，和（ii）五轮MPQC，只有三轮在线（输入相关）通信;这种OT是从量子硬错误学习（QLWE）中得知的。- 假设QLWE的次指数硬度，我们获得（i）具有两个在线轮的三轮2 PQC和（ii）具有两个在线轮的四轮MPQC。- 当只有一个（两个）方接收输出时，我们从两个消息OT实现最小的交互（两个消息）;传统上，这样的协议被称为非交互式安全计算（NISC），我们的结果构成了第一个恶意安全的量子NISC。此外，假设可重用的恶意指定验证者NIZK参数NP（MDV-NIZK），我们给第一个MDV-NIZK的QMA，只需要一个副本的量子证人。最后，我们对两轮安全量子计算进行了初步的研究，其中每一方都必须获得输出。在消极的一面，我们确定了一个广泛的类模拟策略，足以经典的两轮安全计算，不太可能在量子设置工作。接下来，作为概念验证，我们证明了两轮安全量子计算存在于量子预言机上。
2021-08-13 cs.CR quant-ph
Message Transmission over Classical Quantum Channels with a Jammer with Side Information: Message Transmission Capacity and Resources
在本文中，我们提出了一个新的模型，任意变化的经典量子信道。在该模型中，干扰机具有边信息。我们考虑两种情况。在第一种情况下，干扰器知道信道输入，而在第二种情况下，干扰器知道信道输入和消息。发送器和接收器共享密钥速率为零的秘密随机密钥。我们确定这两种情况下的平均和最大误差标准的能力。我们还建立了强逆。我们表明，所有这些相应的能力是相等的，这意味着，另外透露的消息的干扰机不会改变的能力。
2018-01-31 cs.IT math.IT quant-ph
Device-Independent Quantum Secure Direct Communication with User Authentication
针对传统量子安全直接通信依赖设备可信性的安全隐患，提出首个带用户身份认证的设备无关QSDC协议，并扩展为可双向传密的设备无关量子对话协议。
2024-08-14 cs.CR quant-ph
Secure Quantum Relay Networks Using Distributed Entanglement without Classical Authentication
针对当前量子通信协议依赖经典认证易受攻击的问题，本研究提出一种利用预分布纠缠图和非经典关联辅助解码的安全量子中继网络框架，无需经典认证即可实现消息独家检索，保证量子前向 secrecy 和端到端来源完整性。
2025-07-07 physics.optics quant-ph
Perfectly secure steganography: hiding information in the quantum noise of a photograph
我们证明了光的量子性质可以用来隐藏照片中的秘密信息。利用这一物理原理，我们实现了信息论安全隐写术，这一直是难以捉摸的，直到现在。该协议使得嵌入秘密消息的数字图片与普通照片完全无法区分。这意味着，从根本上说，不可能区分私人通信和交换照片。
2015-09-23 cs.CR quant-ph
Quantum secure non-malleable codes in the split-state model
该研究针对分裂态模型中敌手可利用纠缠篡改码字的安全问题，基于现有量子安全2源不可篡改提取器，构造了该模型下显式的量子安全不可篡改码。
2023-06-08 cs.CR quant-ph
A Note on Boosting Uncloneable Encryption in Microcrypt
Columbia University（哥伦比亚大学）；New York University（纽约大学）
本文研究在微密码假设下，利用信息论不可克隆比特，通过对称密钥加密或伪随机酉变换，构造多时间安全的任意长度消息不可克隆加密方案。
2026-05-26 cs.CR quant-ph
Secure and Robust Transmission and Verification of Unknown Quantum States in Minkowski Space
相对论性量子信息的一类重要的密码学应用工作如下。B产生一个随机量子点，并在点P处将其提供给A。A应该以接近光速c将其传输到许多可能成对的类空分离点Q1;：;Qn中的一个。A的传输应该是安全的，在这个意义上，B不能提前告诉哪个Qj将被选择。这带来了重大的实际挑战，因为以接近c的速度安全可靠地长距离传输量子数据目前并不容易。在这里，我们提出了不同的技术来克服这些困难。我们介绍的协议，允许安全的远程实现，即使双方控制只有广泛分离的小规模实验室。特别是，我们介绍了一个协议，其中A需要发送qudit只在很短的距离，并安全地传输经典的信息（例如使用一个时间垫）在剩余的距离。我们进一步表明，通过使用并行实现的协议的安全性可以保持在存在适量的损失和错误。
2014-01-17 cs.CR quant-ph
Secure communication based on sensing of undetected photons
本文提出一种利用纠缠光子对量子关联的安全光通信协议，通过明亮光束隐藏信息以限制未授权用户访问，并经幅度和相位调制实现图像安全传输，速度达每秒8比特。
2024-03-22 physics.optics quant-ph
Quantum secure direct communication with private dense coding using general preshared quantum state
利用一般的预共享量子态和推广的稠密编码研究了量子保密直接通信。在这种情况下，Alice被允许在预共享状态上应用酉来编码她的消息，并且允许的酉集合形成一个组。为了解码消息，Bob被允许在他自己的系统和他接收的系统上应用测量。在最坏的情况下，我们保证Eve即使在Eve访问她拦截的系统和她的预共享状态的原始系统之间的联合系统时也不会获得消息的信息。在实际应用中，我们提出了一个具体的协议，并在有限长度的设置中导出了信息泄漏的上界。我们还讨论了当预共享态未知时，如何将我们的方案应用于离散Weyl-Heisenberg表示的情况。
2022-05-23 cs.IT math.IT quant-ph
