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信息安全是一个具有重要意义的研究课题,密码学是保障信息安全的重要工具之一,目前广泛应用的计算安全密码大多依赖于没有严格证明的数学难题和计算困难性。然而,随着经典计算机计算能力的提高和量子计算机研究的重大突破,依赖于计算安全的信息安全体制将面临着严峻的挑战,无条件安全密码体制的建立迫在眉睫。以经典密码学和量子物理学为基础的量子密码作为种新型的密码体制,其安全性受到量子力学基本规律的保证;其中量子不可克隆定理和测不准原理保证了量子密码的无条件安全性和对窃听的可检测性,使得量子密码具有良好的性能和前景,作为量子密码研究重点的量子密钥分发(QKD)也倍受关注。由于产生和检测单光子比较困难,基于离散变量的量子密钥分发和量子直接安全通信难以获得高通信速率,量子密码的开发和应用受到了很大的阻力。而量子密钥分发中的密钥协商却由Wyner、Csiszar、Korner、Maurer等人先后与有扰信道、离散无记忆广播信道、卫星广播信道结合构成了无条件安全秘密协商的模型。在无条件安全的密钥协商中无论是量子信道还是有扰信道,都可以抽象为这样一个模型:通信双方Alice和Bob及敌手Eve分别得到概率分布为PXYZ的X,Y,Z三个随机变量,之后他们在公共信道上进行无条件安全的密钥协商。利用有扰信道的密钥协商一般可以分为优先提取、信息协调和保密增强三个阶段,量子密钥协商中只有后两个阶段。在这一研究领域,本文的主要研究成果如下:(1)总结公开信道上信息协调前数据处理模型,对已有的优先提取协议进行了阐述,并且以概率和信息理论为基础对协议进行了分析,证明了协议的可行性,计算得出协议操作过程中泄露信息的界限和对最终密钥的影响。(2)从数学证明的角度阐述了密钥协商的理论基础:揭示了密钥率与原始串相关系数之间的关系;在公开信道上的协商中,研究了Alice和Bob间的信息协调泄露信息对Eve的Renyi的熵影响,揭示了信息协调与保密增强间的联系;并在信息论的基础上的推导出密钥协商得到的最终密钥的上界和下界。(3)详细介绍了国内外密钥协商所用的经典协议:BBBSC算法、Cascade协议、Winnow算法、Distillation和Rconcilation的结合协议,分析了协议过程中在经典信道通信的次数和泄露给窃听者的信息,以及协议对合法通信双方最终密钥的影响和对窃听者的影响。