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量子密码学是经典信息论与量子力学结合的产物,是一种新的通讯技术。经典密码学分为公钥系统和私钥系统:对于公钥系统它的安全性主要是基于计算的复杂性上,然而随着计算技术的发展,这种加密系统越来越不安全,尤其是量子计算机的研究发现,传统的加密系统可能非常容易的被破解;另一方面,对于私钥加密系统,Vernam密码是一个简单但高度有效的密码系统,又叫做“一次性便筏”,但是这种密码系统的缺点在于密钥分配的困难和高昂的费用,非常不实用。量子密钥分配协议可以有效的解决以上的问题,基于量子力学的基本原理,这种密钥分配协议是绝对安全的。
在本文中,我们对经典的密码学原理和量子力学的基本原理做了深入的研究;分析了各种量子密码分配协议及其安全性,尤其是对BB84协议和Ping-pong协议做了大量的研究,在此基础上,我们提出一个新的量子密钥分配协议,能够实现一个量子方和多个经典方之间的安全密钥分发。我们给出了这个协议安全性的证明:任何窃听攻击都会以大于零的几率被发觉。我们的计算表明,此协议在窃听者对称攻击下是安全的。