针对诱骗态量子密钥分发方案的PNS攻击研究

量子保密通信技术的飞速发展, 展现了量子密码在通信领域巨大的应用潜力. 量子密码利用量子的物理属性来保证通信的无条件安全, 然而在实际通信系统中, 光源等设备的不完美性给通信系统带来了安全隐患. 针对使用非理想光源的量子密钥分发系统, 采用分束攻击可以获得通信密钥而不被发现. 本文首先介绍分束攻击的发展现状和基本原理, 然后对一种分束攻击改进方案的关键技术进行了研究. 基于对该方案的分析, 对传统的分束攻击进行进一步改进, 提出一种新的分束攻击方案。新方案针对非相位随机化光源, 根据不同光脉冲强度, 设计了一种计算分数器效率的方法, 该方法使得窃听者能够合理控制接收端计数率保持不变; 同时, 为了使得新方案更加实用化, 将光脉冲强度分为不同的安全区间, 针对每一个安全区间求出一个分数器效率使其保持接收端计数率波动在可接受范围内, 从而提高了攻击效率和攻击能力. 最后应用MATLAB拟合出分数器效率与光强之间的函数关系, 并且通过数值模拟以及数次优化证明了方案的安全性和可行性.