的 一 种 全 新 的 安 全 通 信 理 论 ，从 根 本 上 解 决 了 通 信 中 被 监 听
的 问 题 。 不 同 于 经 典 密 码 学 以计 算 复 杂 度 为 安 全 性 基 础 ．量 子 密 码 学 的 安 全 性 由量 子 力 学 中 “ 量子态不可克 隆” 、 “ 海 森 堡 测 不 准 原 理 ” 和 量 子 纠 缠 等 特 性 来 保 证 的 ，理 论 上 具 有 无
ｃ ｏ ｎ ｓ ｕ ｌ ｔ ｉ ｎ ｇ ｏ ｎ ｑ ｕ ａ ｎ ｔ ｕ ｍ ｋ ｅ ｙ ｔ ｒ ａ ｎ ｓ ｍｉ ｓ ｓ ｉ ｏ ｎ ｒ ｕ ｌ ｅ ｉ ｎ ｃ ｏ ｍｍｕ ｎ ｉ ｃ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｐ ｒ ｏ ｃ ｅ ｓ ｓ ．
Ｋｅ ｙ ｗｏ ｒ ｄ ｓ ：ｑ ｕ ａ ｎ ｔ ｕ ｍ ｋ ｅ ｙ ｄ ｉ ｓ ｔ ｉ ｒ ｂ ｕ ｔ ｉ ｏ ｎ ｐ ｒ ｏ ｔ ｏ ｃ ｏ ｌ； Ｂ Ｂ８ ４ ｐ ｒ ｏ ｔ ｏ ｃ ｏ ｌ； Ｂ Ｂ８ ４ － Ｐ Ｎ ｐ ｏｔ ｒ ｏ ｃ ｏ ｌ； ｐ ｉｖ ｒ ａ ｔ ｅ ｎ ｅ ｔ ｗ ｏ ｒ ｋ
１ 前 言
量 子 密码 学 是 在 量 子 理 论 、信 息 论 和 密 码 学 基 础 上 提 出
可 靠 等 优 点 。 针 对 专 网 的 网 络 特 性 ，对 Ｂ Ｂ ８ ４协 议 做 了一 些 改
进 ．在 保 证 安 全 性 基础 上 ，极 大 地 提 高 了 密钥 分 配效 率 。
电脑编 程技巧与维护
Ｂ Ｂ ８ ４量子密钥分配协议在专 网中 的应 用
李 文骞
（ 南京森林警察学 院，南京 ２ １ ０ ０ ２ ３ ）
摘 要 ：依 据 专 用 网络 的 特 点 ，对 Ｂ Ｂ ８ ４量 子 密 钥 分 配 协 议 做 了改 进 ，提 出 一种 适 用 于 专 用 网络 的 Ｂ Ｂ ８ ４ 一 Ｐ Ｎ协 议 。
｛ ｌ Ｏ ＞ ， Ｉ Ｉ ） ； 和圆偏振基 ｛ ｌ ＋ ＞ ， ｌ 一 ） ； 中 的 ４个 量 子 态 之 一 。这 两 对 测量
而 是 在 网 络 通 信 中建 立 密 钥 、进 行 密 钥 分 配 的 一 种 协 议 。最
早 的量 子 密 钥 分 配 协 议 是 １ ９ ８ ４年 由 Ｂ ｅ ｎ ｎ ｅ ｔ ｔ 和Ｂ ｒ ａ ｓ ｓ ａ ｒ ｄ提 出 的 ，简称 Ｂ Ｂ ８ ４协 议… ，１ ９ ９ １ 年 ．Ｅ ｋ ｅ ａ提 出 了利 用 双 量 子 纠缠 态 实 现 密钥 分 配 的 Ｅ Ｐ Ｒ 协议 ［ ２ １ ，而 Ｂ ｅ ｎ ｎ ｅ ｔ ｔ 又在 １ ９ ９ ２年 提 出 了
该协议通过 身份认 证和 量子物理特性 ，提 高 了安全性。 同时 ，在通信过 程 中通过 协商传输 量子密钥规 则，有 效地提
高 了传 输 效 率 。
关键 词：量子密钥 分配协议 ； Ｂ Ｂ ８ ４协议 ； Ｂ Ｂ ８ ４ 一 Ｐ Ｎ协议 ； 专用网络
Ａｐ ｐ ｌ ｉ ｃ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｏ ｆ Ｂ Ｂ ８ ４ Ｑｕ ａ ｎ ｔ ｕ ｍ Ｋｅ ｙ Ｄ ｉ ｓ ｔ ｒ ｉ ｂ ｕ ｔ ｉ ｏ ｎ Ｐ ｒ ｏ ｔ ｏ ｃ ｏ ｌ ｉ ｎ
ａ ｎ ｄ ｑ ｕ ａ ｎ ｔ ｕ ｍ ｐ ｈ ｙ ｓ ｉ ｃ ｓ ， ｔ ｈ ｅ ｔ ｒ ａ ｎ ｓ ｍｉ ｓ ｓ ｉ ｏ ｎ ｓ ｅ ｃ ｕ ｉｔ ｒ ｙ ｏ ｆ Ｂ Ｂ８ ４ － Ｐ Ｎ Leabharlann Baidu ｓ ｉ ｍｐ ｒ ｏ ｖ ｅ ｄ ． Ａ ｌ ｓ ｏ ， ｔ ｈ ｅ ｃ ｏ ｍｍｕ ｎ ｉ ｃ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｅ ｆ ｆ ｉ ｃ ｉ ｅ ｎ ｃ ｙ ｉ ｓ ｉ ｍｐ ｒ ｏ ｖ ｅ ｄ ｂ ｙ
条件 安全性 。量 子密码在 一般 意义上 并不是 一种 加 密方法 ，
２ Ｂ Ｂ ８ ４协议
Ｂ Ｂ ８ ４协 议 是 第 一 个 量 子 密 钥 分 配 协 议 ，是 基 于 单 量 子 载 体 ．其 安 全 性 由 “ 非 正 交 态 不 可 区分 性 ” 和 “ 量 子 态 不 可 复 制 ” 来 保 证 的 。Ｂ Ｂ ８ ４协 议 的 每 个 单 量 子 载 体 采 用 线 偏 振 基
Ｐｒ ｉ ｖ ａ ｔ ｅ Ｎｅ ｔ ｗｏ ｒ ｋ
ＬＩ Ｗｅ ｎ— － ｑ ｉ ａ ｎ
（ Ｎａ ｎ ｊ ｉ ｎ ｇ Ｆ ｏ ｒ ｅ ｓ ｔ Ｐ ｏ ｌ ｉ ｃ ｅ Ｃ ｏ ｌ ｌ ｅ ｇ ｅ ， Ｎａ ｎ ｊ ｉ ｎ ｇ ２ １ ０ ０ ２ ３， Ｃ ｈ ｉ ｎ ａ ） Ａｂ ｓ ｔ ｒ ａ ｃ ｔ ：Ａ ｃ ｃ ｏ ｒ ｄ ｉ ｎ ｇ ｔ ｏ ｔ ｈ ｅ ｐ ｉ ｒ ｖ ａ ｔ ｅ ｎ ｅ ｔ ｗ ｏ ｒ ｋ ｃ ｈ ａ ｒ ａ ｃ ｔ ｅ ｉ ｒ ｓ ｔ ｉ ｃ ｓ ， Ｂ Ｂ ８ ４ ｑ ｕ ａ ｎ ｔ ｕ ｍ ｋ ｅ ｙ ｄ ｉ ｓ ｔ ｉ ｒ ｂ ｕ ｔ ｉ ｏ ｎ ｐ ｒ ｏ ｔ ｏ ｃ ｏ ｌ（ Ｑ Ｋ Ｄ ）ｉ ｓ ｍ ｏ ｄ ｉ ｆ ｉ ｅ ｄ ａ ｎ ｄ ｐ ｒ ｅ ｓ ｅ ｎ ｔ ｓ ａ ｎ ｅ ｗ Ｑ Ｋ Ｄ ｐ ｒ ｏ ｔ ｏ ｃ ｏ ｌ ， ｎ ａ ｍ ｅ ｄ Ｂ Ｂ ８ ４ － Ｐ Ｎ ， ｗ ｈ ｉ ｃ ｈ ｉ ｓ ａ ｐ ｐ ｌ ｉ ｅ ｄ ｉ ｎ ｐ ｉ ｒ ｖ ａ ｔ ｅ ｎ ｅ ｔ ｗ ｏ ｒ ｋ ． Ｔ ｈ ｒ ｏ ｕ ｇ ｈ ｉ ｄ ｅ ｎ ｔ ｉ ｔ ｙ ａ ｕ ｔ ｈ ｅ ｎ ｔ ｉ ｃ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ
一
基 之 间 的关 系 如 下 ：
＝ ＝ ＝ ＝
可 见 ．如果 用线 偏振基 ｛ ｌ Ｏ ） ， Ｉ １ ） ｊ 去测 量 ｌ ＋ ） 态或者ｌ ＿ ＞ 态，