量子技术与统计物理保密机制的结合：一种新型混合密钥分发架构

《IEEE Communications Letters》：Quantum Meets Statistical-Physical Secrecy: A Novel Hybrid Key Distribution Architecture

　　

摘要：

本文提出了一种新的混合密钥分发架构，该架构同时利用量子密钥分发技术与基尔霍夫定律-约翰逊噪声统计物理密钥交换技术。在所提出的系统中，光学BB84型量子密钥分发链路与并行的有线KLJN链路协同工作，后者用于安全的基矢处理，在某些协议中还可用于生成额外的原始密钥。文中还介绍了三种新的基于KLJN技术的量子密钥分发协议，这些协议可在理想的KLJN假设条件下消除公共基矢披露信息及比特筛选问题，提取由基矢衍生的密钥比特，或生成原始密钥比特。通过考虑光学信道损耗、KLJN带宽限制以及同步瓶颈，文中得出了标准化密钥率和绝对吞吐量的解析表达式。数值模拟结果表明，所提出的混合架构能够提升短距离基础设施中的密钥生成效率和吞吐量，这类基础设施包括城域网和数据中心互连网络。