量子保密通信协议的设计与分析 科学出版社 在线下载 pdf mobi 2025 epub 电子版

温巧燕、郭奋卓、朱甫臣著的《量子保密通信协议的设计与分析》以作者及其课题组多年的研究成果为主体，结合国内外学者在量子保密通信领域的代表性成果，对这一领域的几个主要研究内容作了系统论述，并提出一些与之紧密相关的新研究课题。全书分四部分(共8章)。第一部分为量子保密通信研究所需的量子力学基础知识(第1章)；第二部分为量子密码协议的设计，主要包括量子密钥分发与身份认证、量子秘密共享、量子加密、量子安全直接通信(第2~5章)；第三部分为量子密码协议的分析(第6章)；第四部分为量子隐形传态以及与量子保密通信密切相关的量子纠错码(第7、8章)。重点从密码学的角度阐述了量子密码协议的设计与分析。本书既可作为对量子保密通信感兴趣的读者的入门教材，也可作为量子保密通信领域研究工作者的参考用书，适合于密码学、信息安全、信息与通信系统、信号与信息处理、物理学、数学及相关学科的高年级本科生、研究生、教师和科研人员阅读参考。

第1章 量子力学基础知识 1

1.1 基本概念 1

1.1.1 状态空间和量子态 1

1.1.2 完备正交基 2

1.1.3 量子比特 3

1.1.4 算子 4

1.1.5 测量 6

1.1.6 表象及表象变换 8

1.1.7 密度算子 10

1.1.8 Schmidt分解和纠缠态 12

1.1.9 纠缠交换 13

1.1.10 密集编码 14

1.2 基本原理 15

1.2.1 测不准原理 15

1.2.2 量子不可克隆定理 16

1.2.3 非正交量子态不可区分定理 16

参考文献 17

第2章 量子密钥分发与身份认证 18

2.1 两个基本的密钥分发协议 19

2.1.1 BB84协议 19

2.1.2 GV95协议 22

2.2 两类量子密钥分发协议的共同本质——信息分割 23

2.3 不需要交替测量和旋转的量子密钥分发方案 27

2.3.1 协议描述 28

2.3.2 安全性分析 29

2.3.3 结束语 33

2.4 基于Bell基与其对偶基的量子密钥分发方案 33

2.4.1 两级系统量子密钥分发协议 33

2.4.2 d级系统中的纠缠交换 36

2.4.3 d级系统中Bell基与其对偶基的关系 38

2.4.4 d级系统量子密钥分发协议 40

2.4.5 三级系统中在一对对偶基下进行的纠缠交换 42

2.4.6 结束语 44

2.5 利用不可扩展乘积基和严格纠缠基的量子密钥分发方案 44

2.5.1 3?3Hilbert空间的UPB和EEB的构造 45

2.5.2 协议描述 48

2.5.3 安全性分析 48

2.5.4 到n?n系统的推广 50

2.5.5 结束语 51

2.6 基于W态的量子密钥分发方案 51

2.6.1 W态的特点 52

2.6.2 协议描述 52

2.6.3 安全性分析 54

2.6.4 结束语 55

2.7 量子密钥分发中身份认证问题的研究现状及方向 56

2.7.1 几种主要的身份认证协议及分析 56

2.7.2 量子身份认证协议的基本要求及发展方向 59

2.8 一种量子密钥分发和身份认证方案 61

2.8.1 协议描述 61

2.8.2 安全性分析及其他性质 62

2.8.3 结束语 63

2.9 一种网络多用户量子认证和密钥分发理论方案 64

2.9.1 分布式客户机/服务器认证结构 64

2.9.2 网络多用户量子认证和密钥分发理论方案 64

2.9.3 安全性分析 66

2.9.4 结束语 66

2.10 注记 67

参考文献 67

第3章 量子秘密共享 74

3.1 HBB协议 75

3.2 基于多粒子纠缠态局域测量的量子秘密共享方案 77

3.2.1 协议描述 77

3.2.2 安全性分析 79

3.2.3 推广到多方秘密共享 81

3.2.4 结束语 82

3.3 基于Bell态局域测量的量子秘密共享方案 82

3.3.1 协议描述 83

3.3.2 安全性分析 84

3.3.3 结束语 85

3.4 基于局域操作的量子秘密共享方案 85

3.4.1 协议描述 86

3.4.2 安全性分析 87

3.4.3 推广到多方秘密共享 88

3.4.4 结束语 88

3.5 基于纠缠交换的环式量子秘密共享方案 89

3.5.1 协议描述 89

3.5.2 安全性分析 90

3.5.3 推广到多方秘密共享 93

3.5.4 结束语 93

3.6 基于经典密钥的高效量子秘密共享方案 93

3.6.1 基于GHZ态的量子秘密共享协议描述 93

3.6.2 安全性分析 95

3.6.3 基于Bell态的量子秘密共享协议 97

3.6.4 结束语 99

3.7 基于Grover算法的门限量子密码方案 100

3.7.1 基于Grover算法的2量子比特操作 101

3.7.2 基于Grover算法的(t，n)门限量子方案 102

3.7.3 安全性分析 105

3.7.4 特洛伊木马攻击可以被检测 109

3.7.5 结束语 111

3.8 注记 112

参考文献 112

第4章 量子加密 116

4.1 两种基本加密算法 116

4.1.1 基于经典密钥的量子加密算法 117

4.1.2 基于量子密钥的量子加密算法 118

4.2 d级系统量子加密算法 119

4.2.1 d级系统中的态和门 120

4.2.2 d 级系统量子加密算法 121

4.2.3 安全性分析 122

4.2.4 纠错 123

4.2.5 结束语 126

4.3 注记 126

参考文献 126

第5章 量子安全直接通信 129

5.1 BF协议 129

5.2 对BF协议的改进及其安全性分析 130

5.2.1 改进的BF协议 131

5.2.2 安全性分析 132

5.2.3 结束语 136

5.3 注记 136

参考文献 137

第6章 量子密码协议的分析 140

6.1 对一种量子考试协议的窃.听与改进 141

6.1.1 量子考试方案简介 141

6.1.2 窃.听策略描述 142

6.1.3 改进方案 144

6.1.4 结束语 144

6.2 对基于d级推广Bell态的QKD协议的攻击 144

6.2.1 KBB协议简述 145

6.2.2 窃.听策略描述 145

6.2.3 结束语 150

6.3 一次一密乱码本不能用来提高量子通信的效率 151

6.4 重新审视量子对话和双向量子安全直接通信的安全性 153

6.4.1 对NBA和MZL协议的分析 154

6.4.2 对JZ协议的分析 155

6.4.3 对MXN协议的分析 156

6.4.4 信息泄漏与重复使用密钥的OTP的等价性 157

6.4.5 结束语 158

6.5 共享参考系的一致性需要重新考虑 158

6.6 对基于可重用GHZ载体的量子秘密共享协议的窃.听 162

6.6.1 BK协议简述 162

6.6.2 外部攻击 163

6.6.3 参与者攻击 165

6.6.4 结束语 169

6.7 对环形BD协议的一种参与者攻击 170

6.7.1 环形BD协议简述 170

6.7.2 参与者攻击 170

6.7.3 改进方案 172

6.7.4 结束语 173

6.8 对BD协议的一种外部攻击 173

6.8.1 星形BD协议简述 173

6.8.2 外部攻击 174

6.8.3 改进方案 175

6.8.4 结束语 176

6.9 对一类系列加密的多方量子秘密共享协议的窃.听与改进 176

6.9.1 ZZJ协议简述 177

6.9.2 参与者攻击 177

6.9.3 改进方案 179

6.9.4 结束语 179

6.10 对一种基于纠缠交换的多方量子秘密共享方案的窃.听与改进 179

6.10.1 ZM协议简述 180

6.10.2 参与者攻击 181

6.10.3 改进方案 181

6.10.4 结束语 183

6.11 对基于GHZ态的量子秘密共享协议的很优攻击 183

6.11.1 HBB 协议简述 183

6.11.2 参与者攻击 184

6.11.3 实现很优攻击的具体实例 187

6.11.4 结束语 191

6.12 注记 191

参考文献 192

第7章 量子隐形传态 197

7.1 BBCJPW93量子隐形传态 197

7.2 经由两级GHZ态的有限级量子纯态的多方量子隐形传态 199

7.2.1 多方到一方的量子隐形传态 200

7.2.2—方到多方的量子隐形传态 203

7.2.3 多方到多方的量子隐形传态 206

7.2.4 结束语 206

7.3 经由部分纠缠对的非对称三粒子态概率隐形传态 207

7.3.1 非对称三粒子纠缠态的概率隐形传态 208

7.3.2 结束语 212

7.4 经由部分纠缠对的两粒子概率隐形传态 212

7.4.1 两粒子纠缠态的概率隐形传态 213

7.4.2 隐形传态的量子线路 216

7.4.3 结束语 219

7.5 经由部分纠缠对的多粒子纠缠态概率隐形传态 220

7.5.1 多粒子部分纠缠态的概率隐形传态 220

7.5.2 隐形传态的量子线路 222

7.5.3 结束语 224

7.6 经由W态的两粒子受控隐形传态 224

7.6.1 两粒子纠缠态的受控隐形传态 224

7.6.2 隐形传态的量子线路 226

7.6.3 结束语 226

7.7 基于客户/服务模式的概率隐形传态 227

7.7.1 信道对发送方透明的概率隐形传态 228

7.7.2 一般信道的概率隐形传态中发送方必需的信道信息 230

7.7.3 基于客户/服务模型的双边概率隐形传态 232

7.7.4 结束语 233

7.8 任意m粒子态的量子隐形传态网络 234

7.8.1 任意m粒子态的量子隐形传态网络 234

7.8.2 结束语 237

7.9 注记 238

参考文献 238

第8章 量子纠错码 243

8.1 量子纠错码的研究意义及研究背景 243

8.2 一簇量子纠错码的自同构群 249

8.2.1 基本概念 250

8.2.2 一个关于商群Aut(Cm)/H与集合Ff的关系的刻画 250

8.2.3 当Cm为线性码时的自同构群Aut(Cm) 255

8.2.4 结束语 258

8.3 关于量子二次剩余码 258

8.3.1 A-线性码 259

8.3.2 分裂型线型量子二次剩余码 261

8.3.3 量子二次剩余码的扩展码 263

8.3.4 结束语 270

8.4 量子纠错码的等价和保距同构 270

8.4.1 辛码间的保距同构 271

8.4.2 量子码间的保距同构 273

8.4.3 应用 277

8.4.4 结束语 280

8.5 非二元量子循环码的一种图论方法构造 281

8.5.1 基本构造方法 281

8.5.2 量子循环码的一种构造方法 283

8.5.3 结束语 288

8.6 注记 289

参考文献 289

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书籍介绍

《量子保密通信协议的设计与分析》以作者及其课题组多年的研究成果为主体，结合国内外学者在量子保密通信领域的代表性成果，对这一领域的几个主要研究内容作了系统论述，并提出一些与之紧密相关的新研究课题。全书分四部分（共8章）。第一部分为量子保密通信研究所需的量子力学基础知识（第1章）；第二部分为量子密码协议的设计，主要包括量子密钥分发与身份认证、量子秘密共享、量子加密、量子安全直接通信（第2～5章）；第三部分为量子密码协议的分析（第6章）；第四部分为量子隐形传态以及与量子保密通信密切相关的量子纠错码（第7、8章）。重点从密码学的角度阐述了量子密码协议的设计与分析。

《量子保密通信协议的设计与分析》既可作为对量子保密通信感兴趣的读者的入门教材，也可作为量子保密通信领域研究工作者的参考用书，适合于密码学、信息安全、信息与通信系统、信号与信息处理、物理学、数学及相关学科的高年级本科生、研究生、教师和科研人员阅读参考。

• 作者：X 发布时间：2022-05-03 15:41:52

  相较同类割韭菜的元宇宙书籍 的确好很多

  有些就是重述别人的观点

  但都是做了梳理

  主要重墨以肉身主义为主体展开论述

  围绕核心发生变化 畅想 设计 伦理便又要重述调整

  里面有些逻辑谬误 需警惕

• 作者：暗之帝王 发布时间：2020-03-11 20:50:49

  星球大战漫画来到了新三部曲，漫画版相较于电影，风格还是比较统一的，尤其是画风，所以在观感上延续性比较强。本书故事节奏很快，虽然各个剧情的交代比较迅速，但是剧情的完整性还是有着相当的保障。

• 作者：Yoyo 发布时间：2021-12-19 17:05:31

  好段

  小三轮车驶上跷跷板，骑的是上坡，骑到一半板子后，大概腿摔伤了，舞力蹬车，小三轮车右倒着落下来，它哀嚎着，又拼命等动车往跳，跳板上冲一次两次三次，他终于冲到了跷跷板的顶端，倒立在小三轮车上，他的身体像寒风中的树叶，在瑟瑟发抖，脸上布满汗珠，表情十分痛苦，看得出来，还是靠顽强的毅力才完成这个高难度的动作的

• 作者：花非花，雾非雾 发布时间：2015-04-08 14:52:35

  赊店古镇，终于登上央视了，不易啊。两带一路，给力！！

• 作者：一头蚂蚁 发布时间：2012-10-09 23:16:25

  看过的唯一的港漫

• 作者：没准你就赢了 发布时间：2023-05-14 19:14:46

  无聊

• 让人向往的西藏圣山

  作者：背心 发布时间：2010-04-22 11:55:12

  廖老师笔下描述的一幅幅奇美的藏地神山景象跃然眼前，读这本书就像是一次美妙的心灵旅行。西藏的山苍劲，西藏的湖幽美，西藏这片古老神奇土地上洋溢着浓郁的佛教文化气息，这里的人们与世无争，这里的故事久远... 读这本书的时候，彷佛自己就置身在那辽阔的青藏高原，看着尽头高远雄劲的雪山，倾听着牧人悠远的歌声，让人心胸顿时开阔

• 一本被低估的好书

  作者：纯阳书评 发布时间：2019-01-01 18:07:25

  这本书豆瓣评分不到8分，显然是有失公平的。我想之所以有这个结果，问题很可能出在该如何定义一本好书上了。有些书之所以好，是因为思想深刻，比如康德的书，黑格尔的书，还有马克思的书，这些书的思想浓度极高，名声也极大，以至于有很多人即使看不读，也不敢轻易打低分，因为话说的不好，很可能暴露了自己的智商。有些书之所以好，是因为创设了一个新的概念，构建了一个新的思考框架，提供了一个新的观察和认识世界的视角，比如德鲁克的书，大师系统化的提出了管理学，在管理的艺术和技术属性上，又为其披上了科学的袈裟。有些书之所以好是因为作者思维独特，思想前瞻，能想别人之未想，画别人之不能画，比如凯文.凯利的书，其代表作《失控》、《科技想要什么》、《必然》紧紧掐住了互联网时代的脉络，让人除了佩服还是佩服。

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  这本书之所以是好书，除了上述观点外，还有以下两个理由：

  第一、作者的内容结构化做的很好。如果这本书只是随意的把不同主题放在一起的话，那么肯定就会显得杂乱而没有主线，免不了成了一个大杂烩。但是作者很巧妙的把所有内容放在“终身学习”这个大框架内，用“终身学习”这个概念去统摄所有主题，这样的处理让一切都显得顺理成章了，符合逻辑，不得不说“终身学习”是个好框，作者选的好。

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  当然了有优点，也就少不了缺点，这本书因为内容丰富，所以在具体的每一个主题上就不可能分配太多笔墨。比如在讲到西奥迪尼的著名畅销书《影响力》的时候就几页匆匆带过，所以如果一个读者没有读过《影响力》就想很好的理解这本书的话，难度可想而知，所以肯定会觉得本书作者语焉不详。但是如果读者刚好看过的话，那么作者的笔墨浓度就刚刚好了。

  所以我认为本书豆瓣评分不是很高，不是因为本书真的不好，而是因为不少读者还需要重新定义什么是一本好书。