实用量子密码术：综合分析（第一部分）
摘要
我们对在实际物理环境中通过自由空间或光纤量子信道实现、用于地-地、地-星、空-星和星-星链路的实用量子密码术（QC）系统进行了综合分析。(1) 我们考虑针对单个量子比特的三种重要攻击，获得了QC系统有效保密容量与速率的普适表达式，包括所需隐私放大量的显式闭式表达式。我们的分析还详细显式计算了连续认证的总比特代价，从而针对有限长度的实际密码获得了新的结果。(2) 我们首次对适用于基于光纤电缆和基于卫星通信的QC实现的所有系统损耗（由传播、误差、噪声等引起）进行了详细的显式分析。(3) 我们首次计算了与经典通信及计算约束相关的所有系统负载代价，这些虽为辅佐但为执行纯QC协议本身所必不可少。(4) 我们引入了Bennett-Brassard（BB84）QC协议的一族扩展推广，其同样提供无条件保密，但允许针对特定密码分析攻击优化吞吐率的可能性。(5) 我们获得了在现实环境条件下实用系统设计中可达到的最大速率的普适预测。(6) 我们提出了一种具体的QC系统设计，其包括使用一种新型高速光子探测方法，可能能够在现实环境实际实现中达到非常高的吞吐率。
引用
@article{arxiv.quant-ph/0009027,
title = {Practical Quantum Cryptography: A Comprehensive Analysis (Part One)},
author = {G. Gilbert and M. Hamrick},
journal= {arXiv preprint arXiv:quant-ph/0009027},
year = {2007}
}
备注
In the earlier versions of this paper it was asserted without proof that the attacks considered in our analysis, namely, USD, PNS, and combined (hybrid PNS and USD), exhaust all possible individual attacks. This assertion is not correct and is modified in this revision: see the "Added Note" placed at the end of the paper immediately following the "Discussion" section for a fuller discussion. Our comparative analysis of USD, PNS and hybrid attacks is unaffected by this