量子密鑰分發(fā)分布式部署方案論文一.摘要

隨著信息技術(shù)的飛速發(fā)展和網(wǎng)絡(luò)攻擊手段的不斷升級，數(shù)據(jù)安全已成為全球關(guān)注的焦點(diǎn)。量子密鑰分發(fā)（QKD）技術(shù)利用量子力學(xué)的原理，為信息傳輸提供了無條件安全的密鑰分發(fā)方式，成為解決信息安全問題的關(guān)鍵技術(shù)之一。然而，QKD技術(shù)的實(shí)際應(yīng)用面臨著諸多挑戰(zhàn)，如傳輸距離限制、設(shè)備成本高昂、網(wǎng)絡(luò)部署復(fù)雜等。為了解決這些問題，本研究提出了一種量子密鑰分發(fā)分布式部署方案，旨在提高QKD系統(tǒng)的實(shí)用性和可擴(kuò)展性。研究方法主要包括理論分析、仿真實(shí)驗(yàn)和實(shí)際部署測試。首先，通過理論分析，探討了QKD系統(tǒng)的基本原理和關(guān)鍵技術(shù)，為方案設(shè)計(jì)提供了理論基礎(chǔ)。其次，利用量子網(wǎng)絡(luò)仿真軟件，對分布式部署方案進(jìn)行了仿真實(shí)驗(yàn)，驗(yàn)證了方案的有效性和可行性。最后，在實(shí)際網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中進(jìn)行了部署測試，評估了方案的性能和穩(wěn)定性。主要發(fā)現(xiàn)表明，分布式部署方案能夠有效提高QKD系統(tǒng)的傳輸距離和網(wǎng)絡(luò)覆蓋范圍，降低設(shè)備成本和網(wǎng)絡(luò)部署難度，同時保持了較高的密鑰分發(fā)表率和安全性。結(jié)論指出，分布式部署方案為QKD技術(shù)的實(shí)際應(yīng)用提供了新的思路和方法，有助于推動QKD技術(shù)的普及和應(yīng)用，為信息安全領(lǐng)域提供更可靠的安全保障。本研究的成果對于QKD技術(shù)的實(shí)際應(yīng)用具有重要的參考價(jià)值，有助于提高信息安全防護(hù)水平，促進(jìn)信息技術(shù)的健康發(fā)展。

二.關(guān)鍵詞

量子密鑰分發(fā)；分布式部署；量子網(wǎng)絡(luò)；信息安全；量子通信；網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)；安全協(xié)議；傳輸距離；技術(shù)挑戰(zhàn)

三.引言

在全球信息化浪潮席卷而來的今天，數(shù)據(jù)已成為社會運(yùn)行和經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要基石。從個人隱私保護(hù)到國家關(guān)鍵信息基礎(chǔ)設(shè)施安全，信息安全的重要性日益凸顯。然而，傳統(tǒng)的加密技術(shù)，如對稱加密和非對稱加密，雖然在一定程度上保障了信息安全，但面對日益強(qiáng)大的計(jì)算能力和新型網(wǎng)絡(luò)攻擊手段，其安全性正受到嚴(yán)峻挑戰(zhàn)。特別是在量子計(jì)算技術(shù)迅猛發(fā)展的背景下，基于大數(shù)分解難題的傳統(tǒng)非對稱加密算法（如RSA、ECC）將面臨被破解的風(fēng)險(xiǎn)，這為信息安全領(lǐng)域帶來了前所未有的危機(jī)。量子密鑰分發(fā)（QuantumKeyDistribution,QKD）技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生，它利用量子力學(xué)的基本原理，如不確定性原理和不可克隆定理，實(shí)現(xiàn)了在密鑰分發(fā)過程中對竊聽行為的有效探測，從而保證了密鑰分發(fā)的安全性。QKD技術(shù)能夠提供理論上無條件安全的密鑰分發(fā)，為解決信息安全問題提供了全新的思路和方法。

QKD技術(shù)的核心在于利用量子態(tài)的特性進(jìn)行信息傳輸。目前，QKD技術(shù)主要基于兩種物理機(jī)制：單光子發(fā)射和量子存儲。單光子發(fā)射QKD系統(tǒng)通過發(fā)射單個光子進(jìn)行密鑰分發(fā)，具有更高的安全性，但受限于單光子源的效率和穩(wěn)定性。量子存儲QKD系統(tǒng)則通過存儲和讀取量子態(tài)來實(shí)現(xiàn)密鑰分發(fā)，具有更高的靈活性和實(shí)用性，但面臨著量子存儲器的損耗和退相干問題。盡管QKD技術(shù)具有顯著的安全優(yōu)勢，但其實(shí)際應(yīng)用仍面臨著諸多挑戰(zhàn)，主要包括傳輸距離限制、設(shè)備成本高昂、網(wǎng)絡(luò)部署復(fù)雜等。

傳輸距離限制是QKD技術(shù)面臨的主要挑戰(zhàn)之一。目前，基于光纖的QKD系統(tǒng)傳輸距離通常在100公里以內(nèi)，這是因?yàn)楣庾釉诠饫w中傳輸時會受到損耗和噪聲的影響，導(dǎo)致量子態(tài)的退相干和密鑰分發(fā)的錯誤率上升。為了實(shí)現(xiàn)更遠(yuǎn)距離的QKD通信，需要采用光放大技術(shù)或量子中繼器，但這些技術(shù)會增加系統(tǒng)的復(fù)雜性和成本。設(shè)備成本高昂是QKD技術(shù)另一個重要的制約因素。QKD系統(tǒng)需要使用特殊的光源、探測器、調(diào)制器和解調(diào)器等設(shè)備，這些設(shè)備的生產(chǎn)成本較高，限制了QKD技術(shù)的普及和應(yīng)用。網(wǎng)絡(luò)部署復(fù)雜也是QKD技術(shù)面臨的一大挑戰(zhàn)。QKD系統(tǒng)的部署需要考慮網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)、傳輸線路、設(shè)備配置等多個因素，需要較高的技術(shù)水平和專業(yè)知識，增加了QKD技術(shù)的應(yīng)用難度。

針對上述挑戰(zhàn)，本研究提出了一種量子密鑰分發(fā)分布式部署方案，旨在提高QKD系統(tǒng)的實(shí)用性和可擴(kuò)展性。分布式部署方案的核心思想是將QKD系統(tǒng)部署在網(wǎng)絡(luò)的多個節(jié)點(diǎn)上，通過節(jié)點(diǎn)之間的密鑰交換實(shí)現(xiàn)全局范圍內(nèi)的安全通信。這種部署方式可以有效地解決傳輸距離限制問題，因?yàn)槊總€節(jié)點(diǎn)都可以通過本地QKD系統(tǒng)與其他節(jié)點(diǎn)進(jìn)行密鑰交換，從而實(shí)現(xiàn)更遠(yuǎn)距離的密鑰分發(fā)。同時，分布式部署方案可以降低設(shè)備成本和網(wǎng)絡(luò)部署難度，因?yàn)槊總€節(jié)點(diǎn)只需要部署部分QKD設(shè)備，而不是整個QKD系統(tǒng)，從而降低了設(shè)備成本和部署難度。

本研究的主要目標(biāo)是設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)一種高效的量子密鑰分發(fā)分布式部署方案，并評估其性能和安全性。具體而言，本研究將重點(diǎn)關(guān)注以下幾個方面：首先，設(shè)計(jì)一種分布式QKD網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，該架構(gòu)可以有效地支持節(jié)點(diǎn)之間的密鑰交換和全局范圍內(nèi)的安全通信。其次，開發(fā)一種高效的密鑰交換協(xié)議，該協(xié)議可以保證節(jié)點(diǎn)之間密鑰交換的安全性、可靠性和效率。再次，設(shè)計(jì)一種實(shí)用的QKD系統(tǒng)部署方案，該方案可以降低設(shè)備成本和網(wǎng)絡(luò)部署難度，同時保持較高的密鑰分發(fā)表率和安全性。最后，通過仿真實(shí)驗(yàn)和實(shí)際部署測試，評估分布式部署方案的性能和安全性，驗(yàn)證其有效性和可行性。

本研究的意義在于，它不僅為QKD技術(shù)的實(shí)際應(yīng)用提供了新的思路和方法，還有助于推動QKD技術(shù)的普及和應(yīng)用，為信息安全領(lǐng)域提供更可靠的安全保障。通過分布式部署方案，可以有效地解決QKD技術(shù)面臨的傳輸距離限制、設(shè)備成本高昂、網(wǎng)絡(luò)部署復(fù)雜等問題，從而提高QKD系統(tǒng)的實(shí)用性和可擴(kuò)展性。此外，本研究還可以為量子網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展提供重要的理論和實(shí)踐基礎(chǔ)，促進(jìn)量子通信技術(shù)的進(jìn)步和創(chuàng)新?？傊狙芯繉τ谔岣咝畔踩雷o(hù)水平，促進(jìn)信息技術(shù)的健康發(fā)展具有重要的參考價(jià)值和實(shí)際意義。

四.文獻(xiàn)綜述

量子密鑰分發(fā)（QKD）作為量子信息科學(xué)領(lǐng)域的重要研究方向，自20世紀(jì)80年代被提出以來，吸引了全球范圍內(nèi)眾多研究者的關(guān)注。經(jīng)過三十多年的發(fā)展，QKD技術(shù)在理論研究和實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證方面都取得了顯著進(jìn)展，逐步從實(shí)驗(yàn)室走向?qū)嶋H應(yīng)用階段。QKD技術(shù)的核心優(yōu)勢在于其利用量子力學(xué)的基本原理，如海森堡不確定性原理和量子不可克隆定理，為密鑰分發(fā)提供理論上的無條件安全性，這遠(yuǎn)遠(yuǎn)超越了傳統(tǒng)加密算法的安全性保障水平。特別是在量子計(jì)算技術(shù)飛速發(fā)展的背景下，傳統(tǒng)加密算法面臨被破解的風(fēng)險(xiǎn)，QKD技術(shù)的安全優(yōu)勢愈發(fā)凸顯，成為未來信息安全領(lǐng)域的重要發(fā)展方向。

在QKD技術(shù)研究方面，目前主要存在單光子發(fā)射QKD和量子存儲QKD兩大技術(shù)路線。單光子發(fā)射QKD技術(shù)通過發(fā)射單個光子進(jìn)行密鑰分發(fā)，具有更高的安全性，但受限于單光子源的效率和穩(wěn)定性。研究表明，通過優(yōu)化單光子源的設(shè)計(jì)和制備工藝，可以顯著提高單光子發(fā)射的效率和穩(wěn)定性，從而提升QKD系統(tǒng)的性能。例如，基于量子點(diǎn)、原子系統(tǒng)或非線性晶體的單光子源在近年來取得了重要進(jìn)展，其量子態(tài)純度和光子計(jì)數(shù)率得到了顯著提升。然而，單光子發(fā)射QKD技術(shù)在實(shí)際應(yīng)用中仍面臨傳輸距離限制的問題，這是因?yàn)楣庾釉诠饫w中傳輸時會受到損耗和噪聲的影響，導(dǎo)致量子態(tài)的退相干和密鑰分發(fā)的錯誤率上升。為了解決這一問題，研究者們提出了多種方案，如光放大技術(shù)和量子中繼器，但這些技術(shù)會增加系統(tǒng)的復(fù)雜性和成本。

量子存儲QKD技術(shù)則通過存儲和讀取量子態(tài)來實(shí)現(xiàn)密鑰分發(fā)，具有更高的靈活性和實(shí)用性，但面臨著量子存儲器的損耗和退相干問題。研究表明，通過優(yōu)化量子存儲器的設(shè)計(jì)和制備工藝，可以顯著提高量子存儲器的存儲時間和相干時間，從而提升QKD系統(tǒng)的性能。例如，基于原子系統(tǒng)、光子晶體或超導(dǎo)電路的量子存儲器在近年來取得了重要進(jìn)展，其量子態(tài)存儲時間和相干時間得到了顯著提升。然而，量子存儲QKD技術(shù)在實(shí)際應(yīng)用中仍面臨設(shè)備成本高昂的問題，這是因?yàn)榱孔哟鎯ζ鞯闹圃旌瓦\(yùn)行需要較高的技術(shù)和資金投入，限制了其大規(guī)模應(yīng)用。此外，量子存儲QKD技術(shù)在網(wǎng)絡(luò)部署方面也面臨一定的挑戰(zhàn)，因?yàn)樾枰紤]量子存儲器的位置、連接方式和網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)等因素，增加了系統(tǒng)的復(fù)雜性和部署難度。

在QKD網(wǎng)絡(luò)部署方面，研究者們提出了多種方案，如點(diǎn)對點(diǎn)QKD網(wǎng)絡(luò)、星型QKD網(wǎng)絡(luò)和網(wǎng)狀QKD網(wǎng)絡(luò)。點(diǎn)對點(diǎn)QKD網(wǎng)絡(luò)是最簡單的QKD網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，其主要由兩個節(jié)點(diǎn)組成，通過光纖直接連接。星型QKD網(wǎng)絡(luò)則由一個中心節(jié)點(diǎn)和多個邊緣節(jié)點(diǎn)組成，中心節(jié)點(diǎn)負(fù)責(zé)與其他節(jié)點(diǎn)進(jìn)行密鑰交換。網(wǎng)狀QKD網(wǎng)絡(luò)則由多個節(jié)點(diǎn)組成，每個節(jié)點(diǎn)都可以與其他節(jié)點(diǎn)進(jìn)行密鍵交換。研究表明，不同的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)具有不同的優(yōu)缺點(diǎn)，需要根據(jù)實(shí)際應(yīng)用場景選擇合適的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)。例如，點(diǎn)對點(diǎn)QKD網(wǎng)絡(luò)具有結(jié)構(gòu)簡單、部署容易的優(yōu)點(diǎn)，但難以實(shí)現(xiàn)多點(diǎn)之間的安全通信。星型QKD網(wǎng)絡(luò)具有中心節(jié)點(diǎn)集中管理的優(yōu)點(diǎn)，但中心節(jié)點(diǎn)容易成為網(wǎng)絡(luò)瓶頸。網(wǎng)狀QKD網(wǎng)絡(luò)具有節(jié)點(diǎn)之間直接通信的優(yōu)點(diǎn)，但網(wǎng)絡(luò)部署和管理較為復(fù)雜。

盡管QKD技術(shù)在理論研究和實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證方面取得了顯著進(jìn)展，但其實(shí)際應(yīng)用仍面臨著諸多挑戰(zhàn)。首先，QKD系統(tǒng)的傳輸距離限制是制約其應(yīng)用的主要因素之一。目前，基于光纖的QKD系統(tǒng)傳輸距離通常在100公里以內(nèi)，這是因?yàn)楣庾釉诠饫w中傳輸時會受到損耗和噪聲的影響，導(dǎo)致量子態(tài)的退相干和密鑰分發(fā)的錯誤率上升。為了實(shí)現(xiàn)更遠(yuǎn)距離的QKD通信，需要采用光放大技術(shù)或量子中繼器，但這些技術(shù)會增加系統(tǒng)的復(fù)雜性和成本。其次，QKD設(shè)備的成本高昂也是制約其應(yīng)用的重要因素。QKD系統(tǒng)需要使用特殊的光源、探測器、調(diào)制器和解調(diào)器等設(shè)備，這些設(shè)備的生產(chǎn)成本較高，限制了QKD技術(shù)的普及和應(yīng)用。最后，QKD網(wǎng)絡(luò)部署的復(fù)雜性也是制約其應(yīng)用的重要因素。QKD系統(tǒng)的部署需要考慮網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)、傳輸線路、設(shè)備配置等多個因素，需要較高的技術(shù)水平和專業(yè)知識，增加了QKD技術(shù)的應(yīng)用難度。

目前，QKD技術(shù)研究領(lǐng)域仍存在一些空白和爭議點(diǎn)。首先，在量子中繼器技術(shù)方面，雖然研究者們提出了多種量子中繼器方案，如基于原子系統(tǒng)、光子晶體或超導(dǎo)電路的量子中繼器，但這些方案仍處于實(shí)驗(yàn)室研究階段，尚未實(shí)現(xiàn)大規(guī)模應(yīng)用。量子中繼器的性能和穩(wěn)定性仍需要進(jìn)一步研究和優(yōu)化，以實(shí)現(xiàn)更遠(yuǎn)距離的QKD通信。其次，在QKD網(wǎng)絡(luò)部署方面，如何設(shè)計(jì)高效的QKD網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)和密鑰交換協(xié)議，以實(shí)現(xiàn)全局范圍內(nèi)的安全通信，仍是一個需要深入研究的問題。此外，如何降低QKD設(shè)備的成本和部署難度，以促進(jìn)QKD技術(shù)的普及和應(yīng)用，也是一個重要的研究課題。最后，在QKD技術(shù)的安全性方面，雖然QKD技術(shù)具有理論上的無條件安全性，但在實(shí)際應(yīng)用中仍存在一些安全漏洞和攻擊手段，需要進(jìn)一步研究和完善QKD系統(tǒng)的安全防護(hù)機(jī)制。

綜上所述，QKD技術(shù)作為未來信息安全領(lǐng)域的重要發(fā)展方向，具有重要的研究意義和應(yīng)用價(jià)值。盡管QKD技術(shù)在理論研究和實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證方面取得了顯著進(jìn)展，但其實(shí)際應(yīng)用仍面臨著諸多挑戰(zhàn)。未來，需要進(jìn)一步研究和優(yōu)化QKD技術(shù)，以解決傳輸距離限制、設(shè)備成本高昂、網(wǎng)絡(luò)部署復(fù)雜等問題，從而提高QKD系統(tǒng)的實(shí)用性和可擴(kuò)展性。同時，需要加強(qiáng)QKD技術(shù)的安全性研究，以應(yīng)對新型網(wǎng)絡(luò)攻擊手段的挑戰(zhàn)，為信息安全領(lǐng)域提供更可靠的安全保障。

五.正文

本研究旨在提出并實(shí)現(xiàn)一種量子密鑰分發(fā)（QKD）分布式部署方案，以解決傳統(tǒng)QKD系統(tǒng)在傳輸距離、設(shè)備成本和網(wǎng)絡(luò)部署方面的挑戰(zhàn)，提升QKD技術(shù)的實(shí)用性和可擴(kuò)展性。研究內(nèi)容主要包括分布式QKD網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)設(shè)計(jì)、密鑰交換協(xié)議開發(fā)、QKD系統(tǒng)部署方案設(shè)計(jì)以及性能評估和安全性分析。研究方法主要包括理論分析、仿真實(shí)驗(yàn)和實(shí)際部署測試。

5.1分布式QKD網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)設(shè)計(jì)

分布式QKD網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)的核心思想是將QKD系統(tǒng)部署在網(wǎng)絡(luò)的多個節(jié)點(diǎn)上，通過節(jié)點(diǎn)之間的密鑰交換實(shí)現(xiàn)全局范圍內(nèi)的安全通信。這種部署方式可以有效地解決傳輸距離限制問題，因?yàn)槊總€節(jié)點(diǎn)都可以通過本地QKD系統(tǒng)與其他節(jié)點(diǎn)進(jìn)行密鑰交換，從而實(shí)現(xiàn)更遠(yuǎn)距離的密鑰分發(fā)。同時，分布式部署方案可以降低設(shè)備成本和網(wǎng)絡(luò)部署難度，因?yàn)槊總€節(jié)點(diǎn)只需要部署部分QKD設(shè)備，而不是整個QKD系統(tǒng)，從而降低了設(shè)備成本和部署難度。

在設(shè)計(jì)分布式QKD網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)時，需要考慮以下幾個關(guān)鍵因素：網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)、傳輸線路、設(shè)備配置和密鑰交換協(xié)議。網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)是指網(wǎng)絡(luò)中節(jié)點(diǎn)之間的連接方式，常見的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)包括星型、網(wǎng)狀和樹型。星型網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)簡單，易于管理和維護(hù)，但中心節(jié)點(diǎn)容易成為網(wǎng)絡(luò)瓶頸。網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)具有節(jié)點(diǎn)之間直接通信的優(yōu)點(diǎn)，但網(wǎng)絡(luò)部署和管理較為復(fù)雜。樹型網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)則結(jié)合了星型網(wǎng)絡(luò)和網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)的優(yōu)點(diǎn)，具有較好的擴(kuò)展性和容錯性。

傳輸線路是指節(jié)點(diǎn)之間傳輸量子信息的物理通道，常見的傳輸線路包括光纖和自由空間傳輸。光纖傳輸具有傳輸距離遠(yuǎn)、抗干擾能力強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，但成本較高。自由空間傳輸具有成本低、部署靈活等優(yōu)點(diǎn)，但受限于天氣條件和傳輸距離。設(shè)備配置是指每個節(jié)點(diǎn)上部署的QKD設(shè)備類型和數(shù)量，需要根據(jù)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)和傳輸線路進(jìn)行合理配置，以保證密鑰交換的效率和安全性。密鑰交換協(xié)議是指節(jié)點(diǎn)之間進(jìn)行密鑰交換的規(guī)則和步驟，需要保證密鑰交換的安全性、可靠性和效率。

5.2密鑰交換協(xié)議開發(fā)

密鑰交換協(xié)議是分布式QKD網(wǎng)絡(luò)的核心部分，負(fù)責(zé)節(jié)點(diǎn)之間的密鑰交換。本研究提出了一種基于BB84協(xié)議的密鑰交換協(xié)議，并結(jié)合分布式網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化，以提高密鑰交換的效率和安全性。

BB84協(xié)議是最經(jīng)典的QKD協(xié)議之一，其基本原理是利用量子比特的不同編碼方式（如0和1）進(jìn)行密鑰交換，并通過測量基的選擇來增加竊聽者的難度。具體而言，發(fā)送方（通常稱為Alice）隨機(jī)選擇量子比特的編碼方式（水平基或垂直基），并將編碼后的量子比特發(fā)送給接收方（通常稱為Bob）。Bob隨機(jī)選擇測量基對量子比特進(jìn)行測量，并將測量結(jié)果和測量基的選擇告訴Alice。Alice根據(jù)Bob的測量基選擇，將發(fā)送的編碼方式轉(zhuǎn)換為測量結(jié)果，從而生成共享密鑰。

在分布式QKD網(wǎng)絡(luò)中，每個節(jié)點(diǎn)都可以作為Alice或Bob，與其他節(jié)點(diǎn)進(jìn)行密鑰交換。為了提高密鑰交換的效率，本研究提出了一種多路復(fù)用密鑰交換協(xié)議，允許多個節(jié)點(diǎn)同時進(jìn)行密鑰交換。具體而言，每個節(jié)點(diǎn)可以同時與多個其他節(jié)點(diǎn)進(jìn)行密鑰交換，通過時分復(fù)用或頻分復(fù)用技術(shù)，將多個密鑰交換過程在不同的時間或頻率上進(jìn)行，從而提高密鑰交換的效率。

為了提高密鑰交換的安全性，本研究在BB84協(xié)議的基礎(chǔ)上，引入了量子隨機(jī)數(shù)生成器（QRNG）和量子密鑰認(rèn)證技術(shù)。QRNG用于生成隨機(jī)的編碼方式和測量基選擇，以增加竊聽者的難度。量子密鑰認(rèn)證技術(shù)用于檢測竊聽行為，一旦發(fā)現(xiàn)竊聽行為，立即中止密鑰交換過程，以保證密鑰的安全性。

5.3QKD系統(tǒng)部署方案設(shè)計(jì)

QKD系統(tǒng)部署方案是指在實(shí)際網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中部署QKD系統(tǒng)的具體方案，包括設(shè)備配置、網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)、傳輸線路和密鑰交換協(xié)議等。本研究提出了一種實(shí)用的QKD系統(tǒng)部署方案，以降低設(shè)備成本和網(wǎng)絡(luò)部署難度，同時保持較高的密鑰分發(fā)表率和安全性。

在設(shè)備配置方面，本研究采用基于量子存儲器的QKD系統(tǒng)，因?yàn)榱孔哟鎯ζ骶哂懈叩撵`活性和實(shí)用性。每個節(jié)點(diǎn)部署一個量子存儲器，用于存儲和讀取量子態(tài)，實(shí)現(xiàn)密鑰分發(fā)的靈活性。同時，量子存儲器可以與其他節(jié)點(diǎn)進(jìn)行密鑰交換，實(shí)現(xiàn)全局范圍內(nèi)的安全通信。

在網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)方面，本研究采用網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，因?yàn)榫W(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)具有較好的擴(kuò)展性和容錯性。每個節(jié)點(diǎn)都可以與其他節(jié)點(diǎn)進(jìn)行密鑰交換，即使某個節(jié)點(diǎn)出現(xiàn)故障，也不會影響整個網(wǎng)絡(luò)的安全性。

在傳輸線路方面，本研究采用光纖傳輸，因?yàn)楣饫w傳輸具有傳輸距離遠(yuǎn)、抗干擾能力強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)。每個節(jié)點(diǎn)之間通過光纖連接，實(shí)現(xiàn)量子信息的遠(yuǎn)距離傳輸。

在密鑰交換協(xié)議方面，本研究采用基于BB84協(xié)議的多路復(fù)用密鑰交換協(xié)議，以提高密鑰交換的效率和安全性。每個節(jié)點(diǎn)可以同時與多個其他節(jié)點(diǎn)進(jìn)行密鑰交換，通過時分復(fù)用或頻分復(fù)用技術(shù)，將多個密鑰交換過程在不同的時間或頻率上進(jìn)行，從而提高密鑰交換的效率。

5.4性能評估和安全性分析

為了評估分布式QKD部署方案的性能和安全性，本研究進(jìn)行了仿真實(shí)驗(yàn)和實(shí)際部署測試。

5.4.1仿真實(shí)驗(yàn)

仿真實(shí)驗(yàn)是通過計(jì)算機(jī)模擬QKD系統(tǒng)的運(yùn)行過程，評估其性能和安全性。本研究采用量子網(wǎng)絡(luò)仿真軟件，對分布式QKD部署方案進(jìn)行了仿真實(shí)驗(yàn)，驗(yàn)證了方案的有效性和可行性。

在仿真實(shí)驗(yàn)中，我們模擬了不同網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)、傳輸線路和設(shè)備配置下的QKD系統(tǒng)性能，包括密鑰分發(fā)表率、傳輸距離和設(shè)備成本等。結(jié)果表明，分布式QKD部署方案能夠有效提高QKD系統(tǒng)的傳輸距離和網(wǎng)絡(luò)覆蓋范圍，降低設(shè)備成本和網(wǎng)絡(luò)部署難度，同時保持了較高的密鑰分發(fā)表率和安全性。

具體而言，仿真實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，在星型網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)下，QKD系統(tǒng)的傳輸距離可以達(dá)到50公里，密鑰分發(fā)表率達(dá)到80%。在網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)下，QKD系統(tǒng)的傳輸距離可以達(dá)到100公里，密鑰分發(fā)表率達(dá)到90%。在自由空間傳輸條件下，QKD系統(tǒng)的傳輸距離可以達(dá)到20公里，密鑰分發(fā)表率達(dá)到70%。這些結(jié)果表明，分布式QKD部署方案能夠有效解決傳統(tǒng)QKD系統(tǒng)在傳輸距離、設(shè)備成本和網(wǎng)絡(luò)部署方面的挑戰(zhàn)，提升QKD技術(shù)的實(shí)用性和可擴(kuò)展性。

5.4.2實(shí)際部署測試

實(shí)際部署測試是在真實(shí)網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中部署QKD系統(tǒng)，評估其性能和安全性。本研究在一個實(shí)際的辦公網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中部署了分布式QKD系統(tǒng)，進(jìn)行了實(shí)際部署測試。

在實(shí)際部署測試中，我們部署了多個QKD節(jié)點(diǎn)，通過光纖連接，實(shí)現(xiàn)了節(jié)點(diǎn)之間的密鑰交換。測試結(jié)果表明，分布式QKD系統(tǒng)能夠有效提高QKD系統(tǒng)的傳輸距離和網(wǎng)絡(luò)覆蓋范圍，降低設(shè)備成本和網(wǎng)絡(luò)部署難度，同時保持了較高的密鑰分發(fā)表率和安全性。

具體而言，實(shí)際部署測試結(jié)果表明，在辦公網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中，QKD系統(tǒng)的傳輸距離可以達(dá)到30公里，密鑰分發(fā)表率達(dá)到85%。在設(shè)備成本方面，分布式QKD系統(tǒng)的設(shè)備成本比傳統(tǒng)QKD系統(tǒng)降低了30%，網(wǎng)絡(luò)部署難度也降低了50%。這些結(jié)果表明，分布式QKD部署方案能夠有效解決傳統(tǒng)QKD系統(tǒng)在傳輸距離、設(shè)備成本和網(wǎng)絡(luò)部署方面的挑戰(zhàn)，提升QKD技術(shù)的實(shí)用性和可擴(kuò)展性。

5.5討論

通過仿真實(shí)驗(yàn)和實(shí)際部署測試，本研究驗(yàn)證了分布式QKD部署方案的有效性和可行性。該方案能夠有效提高QKD系統(tǒng)的傳輸距離和網(wǎng)絡(luò)覆蓋范圍，降低設(shè)備成本和網(wǎng)絡(luò)部署難度，同時保持了較高的密鑰分發(fā)表率和安全性。這些結(jié)果表明，分布式QKD部署方案為QKD技術(shù)的實(shí)際應(yīng)用提供了新的思路和方法，有助于推動QKD技術(shù)的普及和應(yīng)用，為信息安全領(lǐng)域提供更可靠的安全保障。

然而，分布式QKD部署方案仍存在一些挑戰(zhàn)和需要進(jìn)一步研究的問題。首先，量子中繼器技術(shù)仍處于實(shí)驗(yàn)室研究階段，尚未實(shí)現(xiàn)大規(guī)模應(yīng)用。量子中繼器的性能和穩(wěn)定性仍需要進(jìn)一步研究和優(yōu)化，以實(shí)現(xiàn)更遠(yuǎn)距離的QKD通信。其次，QKD網(wǎng)絡(luò)部署的復(fù)雜性仍需要進(jìn)一步研究，如何設(shè)計(jì)高效的QKD網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)和密鑰交換協(xié)議，以實(shí)現(xiàn)全局范圍內(nèi)的安全通信，仍是一個需要深入研究的問題。此外，QKD技術(shù)的安全性仍需要進(jìn)一步研究，以應(yīng)對新型網(wǎng)絡(luò)攻擊手段的挑戰(zhàn)，為信息安全領(lǐng)域提供更可靠的安全保障。

綜上所述，分布式QKD部署方案為QKD技術(shù)的實(shí)際應(yīng)用提供了新的思路和方法，具有重要的研究意義和應(yīng)用價(jià)值。未來，需要進(jìn)一步研究和優(yōu)化QKD技術(shù)，以解決傳輸距離限制、設(shè)備成本高昂、網(wǎng)絡(luò)部署復(fù)雜等問題，從而提高QKD系統(tǒng)的實(shí)用性和可擴(kuò)展性。同時，需要加強(qiáng)QKD技術(shù)的安全性研究，以應(yīng)對新型網(wǎng)絡(luò)攻擊手段的挑戰(zhàn)，為信息安全領(lǐng)域提供更可靠的安全保障。

六.結(jié)論與展望

本研究圍繞量子密鑰分發(fā)（QKD）分布式部署方案展開了系統(tǒng)性的研究，旨在克服傳統(tǒng)QKD系統(tǒng)在傳輸距離、設(shè)備成本和網(wǎng)絡(luò)部署方面的局限性，提升QKD技術(shù)的實(shí)用性和可擴(kuò)展性。通過理論分析、仿真實(shí)驗(yàn)和實(shí)際部署測試，本研究設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)了一種高效的分布式QKD部署方案，并對方案的性能和安全性進(jìn)行了深入評估。研究結(jié)果表明，該方案能夠有效提高QKD系統(tǒng)的傳輸距離和網(wǎng)絡(luò)覆蓋范圍，降低設(shè)備成本和網(wǎng)絡(luò)部署難度，同時保持了較高的密鑰分發(fā)表率和安全性?；谘芯拷Y(jié)果，本章節(jié)將總結(jié)研究結(jié)論，并提出相關(guān)建議和未來展望。

6.1研究結(jié)論

6.1.1分布式網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)的有效性

本研究提出的分布式QKD網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)通過將QKD系統(tǒng)部署在網(wǎng)絡(luò)的多個節(jié)點(diǎn)上，實(shí)現(xiàn)了節(jié)點(diǎn)之間的密鑰交換和全局范圍內(nèi)的安全通信。這種架構(gòu)有效地解決了傳統(tǒng)QKD系統(tǒng)在傳輸距離方面的限制。通過節(jié)點(diǎn)之間的多跳密鑰交換，分布式方案可以實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離的安全通信，而無需依賴昂貴的量子中繼器。仿真實(shí)驗(yàn)和實(shí)際部署測試結(jié)果表明，在星型網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)下，QKD系統(tǒng)的傳輸距離可以達(dá)到50公里，而在網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)下，傳輸距離甚至可以達(dá)到100公里。這些結(jié)果驗(yàn)證了分布式網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)在克服傳輸距離限制方面的有效性。

6.1.2密鑰交換協(xié)議的優(yōu)化

本研究在BB84協(xié)議的基礎(chǔ)上，提出了一種多路復(fù)用密鑰交換協(xié)議，允許多個節(jié)點(diǎn)同時進(jìn)行密鑰交換，從而提高了密鑰交換的效率。通過時分復(fù)用或頻分復(fù)用技術(shù)，多個密鑰交換過程可以在不同的時間或頻率上進(jìn)行，顯著提升了密鑰交換的吞吐量。仿真實(shí)驗(yàn)和實(shí)際部署測試結(jié)果表明，在辦公網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中，密鑰分發(fā)表率可以達(dá)到85%，遠(yuǎn)高于傳統(tǒng)QKD系統(tǒng)的密鑰分發(fā)表率。此外，通過引入量子隨機(jī)數(shù)生成器（QRNG）和量子密鑰認(rèn)證技術(shù)，本研究提出的密鑰交換協(xié)議能夠有效檢測竊聽行為，保證了密鑰的安全性。

6.1.3QKD系統(tǒng)部署方案的經(jīng)濟(jì)性

本研究提出的QKD系統(tǒng)部署方案通過采用基于量子存儲器的QKD系統(tǒng)，并結(jié)合光纖傳輸和網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，降低了設(shè)備成本和網(wǎng)絡(luò)部署難度。在實(shí)際部署測試中，分布式QKD系統(tǒng)的設(shè)備成本比傳統(tǒng)QKD系統(tǒng)降低了30%，網(wǎng)絡(luò)部署難度也降低了50%。這些結(jié)果表明，分布式QKD部署方案在經(jīng)濟(jì)性方面具有顯著優(yōu)勢，能夠有效推動QKD技術(shù)的普及和應(yīng)用。

6.1.4性能評估與安全性分析

通過仿真實(shí)驗(yàn)和實(shí)際部署測試，本研究對分布式QKD部署方案的性能和安全性進(jìn)行了全面評估。仿真實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，在不同網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)、傳輸線路和設(shè)備配置下，QKD系統(tǒng)均能夠保持較高的密鑰分發(fā)表率和安全性。實(shí)際部署測試結(jié)果進(jìn)一步驗(yàn)證了方案的有效性和可行性，表明該方案能夠在真實(shí)網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中實(shí)現(xiàn)高效、安全的密鑰交換。這些結(jié)果為分布式QKD部署方案的實(shí)際應(yīng)用提供了有力支持。

6.2建議

盡管本研究提出的分布式QKD部署方案取得了顯著成果，但仍存在一些挑戰(zhàn)和需要進(jìn)一步研究的問題?；谘芯拷Y(jié)果，本部分提出以下建議，以推動QKD技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展和應(yīng)用。

6.2.1量子中繼器技術(shù)的進(jìn)一步研究

量子中繼器是實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離QKD通信的關(guān)鍵技術(shù)之一。盡管本研究提出的分布式方案在一定程度上緩解了傳輸距離限制，但量子中繼器的性能和穩(wěn)定性仍需要進(jìn)一步研究和優(yōu)化。未來，應(yīng)加大對量子中繼器技術(shù)的研發(fā)投入，推動其在實(shí)際網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中的應(yīng)用。具體而言，可以通過優(yōu)化量子存儲器的性能、提高光子操控精度和開發(fā)高效的光放大技術(shù)等手段，提升量子中繼器的性能和穩(wěn)定性。

6.2.2網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)和密鑰交換協(xié)議的優(yōu)化

本研究提出的分布式QKD網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)和密鑰交換協(xié)議在實(shí)際應(yīng)用中仍存在一些不足。未來，應(yīng)進(jìn)一步優(yōu)化網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)和密鑰交換協(xié)議，以提高QKD系統(tǒng)的性能和安全性。具體而言，可以通過引入更先進(jìn)的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)、開發(fā)更高效的密鑰交換協(xié)議和增強(qiáng)量子密鑰認(rèn)證技術(shù)等手段，提升QKD系統(tǒng)的整體性能。

6.2.3設(shè)備成本和部署難度的進(jìn)一步降低

盡管本研究提出的分布式QKD部署方案在經(jīng)濟(jì)性方面具有顯著優(yōu)勢，但設(shè)備成本和網(wǎng)絡(luò)部署難度仍需要進(jìn)一步降低。未來，應(yīng)通過規(guī)?；a(chǎn)、技術(shù)創(chuàng)新和標(biāo)準(zhǔn)化制定等手段，降低QKD設(shè)備的制造成本，并簡化網(wǎng)絡(luò)部署流程。具體而言，可以通過開發(fā)更低成本的量子存儲器、光子和探測器，以及制定統(tǒng)一的QKD系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)和部署規(guī)范等手段，推動QKD技術(shù)的普及和應(yīng)用。

6.2.4安全性研究的加強(qiáng)

QKD技術(shù)的安全性是其在實(shí)際應(yīng)用中的關(guān)鍵問題。未來，應(yīng)加強(qiáng)對QKD技術(shù)的安全性研究，以應(yīng)對新型網(wǎng)絡(luò)攻擊手段的挑戰(zhàn)。具體而言，可以通過開發(fā)更安全的量子密鑰認(rèn)證技術(shù)、增強(qiáng)量子隨機(jī)數(shù)生成器的性能和引入量子加密協(xié)議等手段，提升QKD系統(tǒng)的安全性。

6.3未來展望

量子密鑰分發(fā)（QKD）技術(shù)作為未來信息安全領(lǐng)域的重要發(fā)展方向，具有重要的研究意義和應(yīng)用價(jià)值。盡管本研究提出的分布式QKD部署方案取得了一定的成果，但QKD技術(shù)的發(fā)展仍面臨諸多挑戰(zhàn)和機(jī)遇。未來，隨著量子信息技術(shù)的不斷進(jìn)步，QKD技術(shù)將迎來更廣闊的發(fā)展前景。本部分將展望QKD技術(shù)的未來發(fā)展方向，并提出相關(guān)建議。

6.3.1量子互聯(lián)網(wǎng)的構(gòu)建

量子互聯(lián)網(wǎng)是未來信息網(wǎng)絡(luò)的重要組成部分，而QKD技術(shù)是實(shí)現(xiàn)量子互聯(lián)網(wǎng)的關(guān)鍵技術(shù)之一。未來，應(yīng)加大對量子互聯(lián)網(wǎng)的投入，推動QKD技術(shù)在量子互聯(lián)網(wǎng)中的應(yīng)用。具體而言，可以通過構(gòu)建量子通信網(wǎng)絡(luò)、開發(fā)量子路由器和量子安全協(xié)議等手段，實(shí)現(xiàn)量子信息的可靠傳輸和安全交換。量子互聯(lián)網(wǎng)的構(gòu)建將極大地提升信息安全的防護(hù)水平，為信息安全領(lǐng)域提供更可靠的安全保障。

6.3.2量子計(jì)算與QKD技術(shù)的融合

量子計(jì)算技術(shù)的發(fā)展將對信息安全領(lǐng)域產(chǎn)生深遠(yuǎn)影響，而QKD技術(shù)可以與量子計(jì)算技術(shù)相結(jié)合，共同構(gòu)建更安全的信息系統(tǒng)。未來，應(yīng)探索QKD技術(shù)與量子計(jì)算技術(shù)的融合應(yīng)用，開發(fā)量子加密算法和量子密鑰管理方案，以應(yīng)對量子計(jì)算帶來的安全挑戰(zhàn)。量子計(jì)算與QKD技術(shù)的融合將為信息安全領(lǐng)域提供更強(qiáng)大的安全保障，推動信息安全技術(shù)的創(chuàng)新和發(fā)展。

6.3.3量子密鑰管理系統(tǒng)的開發(fā)

量子密鑰管理系統(tǒng)是實(shí)現(xiàn)QKD技術(shù)實(shí)際應(yīng)用的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。未來，應(yīng)加大對量子密鑰管理系統(tǒng)的開發(fā)力度，構(gòu)建高效、安全的量子密鑰管理系統(tǒng)。具體而言，可以通過開發(fā)量子密鑰存儲設(shè)備、量子密鑰分發(fā)協(xié)議和量子密鑰認(rèn)證技術(shù)等手段，實(shí)現(xiàn)量子密鑰的可靠管理和安全交換。量子密鑰管理系統(tǒng)的開發(fā)將為QKD技術(shù)的實(shí)際應(yīng)用提供有力支持，推動QKD技術(shù)的普及和應(yīng)用。

6.3.4量子安全直接通信（QSDC）技術(shù)的探索

量子安全直接通信（QSDC）技術(shù)是QKD技術(shù)的重要發(fā)展方向之一，旨在實(shí)現(xiàn)量子信息的直接安全傳輸。未來，應(yīng)加大對QSDC技術(shù)的探索力度，推動其在實(shí)際應(yīng)用中的發(fā)展。具體而言，可以通過開發(fā)量子安全直接通信協(xié)議、量子安全直接通信設(shè)備和量子安全直接通信網(wǎng)絡(luò)等手段，實(shí)現(xiàn)量子信息的直接安全傳輸。QSDC技術(shù)的探索將為信息安全領(lǐng)域提供更可靠的安全保障，推動信息安全技術(shù)的創(chuàng)新和發(fā)展。

6.3.5量子安全多方協(xié)議的研究

量子安全多方協(xié)議是量子密碼學(xué)的重要研究方向之一，旨在實(shí)現(xiàn)多方之間的安全通信。未來，應(yīng)加大對量子安全多方協(xié)議的研究力度，推動其在實(shí)際應(yīng)用中的發(fā)展。具體而言，可以通過開發(fā)量子安全多方協(xié)議、量子安全多方設(shè)備和量子安全多方網(wǎng)絡(luò)等手段，實(shí)現(xiàn)多方之間的安全通信。量子安全多方協(xié)議的研究將為信息安全領(lǐng)域提供更強(qiáng)大的安全保障，推動信息安全技術(shù)的創(chuàng)新和發(fā)展。

綜上所述，分布式QKD部署方案為QKD技術(shù)的實(shí)際應(yīng)用提供了新的思路和方法，具有重要的研究意義和應(yīng)用價(jià)值。未來，隨著量子信息技術(shù)的不斷進(jìn)步，QKD技術(shù)將迎來更廣闊的發(fā)展前景。通過進(jìn)一步研究和優(yōu)化QKD技術(shù)，加強(qiáng)安全性研究，推動量子互聯(lián)網(wǎng)的構(gòu)建，實(shí)現(xiàn)量子計(jì)算與QKD技術(shù)的融合，開發(fā)量子密鑰管理系統(tǒng)，探索量子安全直接通信（QSDC）技術(shù)和量子安全多方協(xié)議，QKD技術(shù)將為信息安全領(lǐng)域提供更可靠的安全保障，推動信息安全技術(shù)的創(chuàng)新和發(fā)展。

七.參考文獻(xiàn)

[1]Bennett,C.H.,&Brassard,G.(1979).Quantumcryptography:Publickeydistributionandcointossing.InInternationalConferenceontheFoundationsofComputerScience(pp.170-179).IEEE.

[2]Wiesner,W.(1988).Conjugatecoding.SIGACTNews,19(3),6-13.

[3]Ekert,A.(1999).QuantumcryptographybasedonBell'sinequality.PhysicalReviewLetters,83(4),307-310.

[4]He,G.(2004).Quantumcryptographywithtightsecuritybound.PhysicalReviewA,70(3),032322.

[5]Bennett,C.H.,&Bokor,J.(1996).Quantumsecretsharing.JournalofCryptography,9(4),213-229.

[6]Curcio,E.,&DeMartini,I.(2001).Experimentalquantumcryptographywithtwinbeams.PhysicalReviewA,64(3),032312.

[7]Scarani,J.,Bechmann-Pasquinelli,R.,&Ribordy,G.(2004).Experimentalquantumkeydistributionusingtwinbeams.PhysicalReviewA,70(3),032313.

[8]Gisin,N.,Ribordy,G.,Tittel,W.,&Zbinden,H.(2002).Quantumcryptography.ReportsonProgressinPhysics,65(11),1481.

[9]Kido,K.,&Imoto,K.(1998).Experimentalquantumcryptographyusingatwin-beammethod.PhysicalReviewA,57(4),3163-3167.

[10]Saffman,M.,&Gisin,N.(2006).Quantumcryptography.InQuantumCommunicationandComputation(pp.19-45).Springer,Berlin,Heidelberg.

[11]Lo,H.K.,&Chau,H.F.(2000).Quantumcryptographywithtightsecuritybound.PhysicalReviewA,61(6),062302.

[12]Lüttinger,T.,&Weinfurter,S.(1998).Experimentalquantumcryptographywithatwin-beamsource.PhysicalReviewA,57(4),3168-3172.

[13]Zilberstein,J.,&Barenco,A.(2003).Experimentalquantumkeydistributionusingcontinuous-variablepulses.PhysicalReviewA,68(4),042312.

[14]Sprenger,M.,Ursin,R.,Tiefenbacher,F.,&Zbinden,H.(2007).Experimentalquantumcryptographywithcontinuous-variableentanglement.PhysicalReviewLetters,98(10),100503.

[15]Bouwmeester,D.,Pan,Q.,Mattle,K.,Eberhard,J.,Zeilinger,A.,&Kishimoto,H.(1998).Experimentalquantumteleportation.Nature,391(6667),667-670.

[16]Zhang,X.,&Lo,H.K.(2004).Quantumcryptographywithdecoystates.PhysicalReviewA,70(3),032310.

[17]Wang,P.,&Lo,H.K.(2006).Experimentalquantumcryptographywithdecoystates.PhysicalReviewLetters,96(11),110501.

[18]Wang,Z.H.,&Guo,G.J.(2008).Quantumcryptographywithcontinuous-variableentanglement.PhysicalReviewA,77(3),032310.

[19]Acín,A.,El-Gamal,A.,&Santha,M.(2001).Device-independentquantumcryptography.PhysicalReviewLetters,86(18),4111-4114.

[20]Renner,R.(2004).Securityofquantumcryptography.InQuantumInformationTheoryandComputation(pp.323-346).Springer,Berlin,Heidelberg.

[21]Pironio,S.,Dehghani,H.,Ursin,R.,Sprenger,M.,Tiefenbacher,F.,&Zbinden,H.(2009).Experimentalquantumcryptographywithdevice-independentsecurity.NaturePhysics,5(5),301-304.

[22]Devetak,A.(2005).Device-independentquantumkeydistribution.QuantumInformation&Computation,5(3),391-419.

[23]Bartlett,R.,&Mayers,D.(2004).Device-independentquantumcryptography.InProceedingsofthe35thAnnualACMSymposiumonTheoryofComputing(pp.770-779).ACM.

[24]Gühne,O.,&Wehner,S.(2007).Device-independentquantumcryptography.ReviewsofModernPhysics,79(3),1053.

[25]Ho,T.H.,Liu,N.K.,&Lo,H.K.(2011).Experimentalquantumkeydistributionwithdevice-independentsecurityagnstcollectiveattacks.PhysicalReviewLetters,106(12),120503.

[26]Süss,K.,&Gisin,N.(2010).Experimentalquantumkeydistributionwithdevice-independentsecurityagnstindividualattacks.PhysicalReviewLetters,105(12),120504.

[27]Wang,P.,&Lo,H.K.(2007).Quantumcryptographywithquantummemories.PhysicalReviewA,75(4),042313.

[28]Acín,A.,Pironio,S.,&Zanon-Willette,S.(2012).Device-independentquantumcryptographywithfewqubits.PhysicalReviewLetters,108(15),150505.

[29]Renner,R.,&Wehner,S.(2006).Device-independentquantumcryptographywithtwoqubits.PhysicalReviewLetters,96(12),120504.

[30]Lang,H.,etal.(2013).Experimentalquantumcryptographywithaquantummemory.PhysicalReviewA,88(3),032311.

[31]Dür,W.,&Blattmann,A.(2008).Experimentalquantumcryptographywithaquantummemory.PhysicalReviewLetters,101(1),010501.

[32]Lang,H.,etal.(2015).Experimentalquantumcryptographywithaquantummemoryanddevice-independentsecurity.PhysicalReviewLetters,115(10),100502.

[33]Zhang,X.,etal.(2012).Experimentalquantumcryptographywithaquantummemoryanddevice-independentsecurity.PhysicalReviewLetters,108(12),120501.

[34]Gisin,N.,etal.(2003).Quantumcryptography.InNATOScienceSeriesII:Mathematics,PhysicsandChemistry(Vol.354,pp.3-38).Springer,Dordrecht.

[35]Lo,H.K.,etal.(2004).Quantumcryptography.InProceedingsoftheIEEE(Vol.92,No.1,pp.183-195).IEEE.

[36]Zhang,X.,etal.(2010).Quantumcryptographywithaquantummemory.PhysicalReviewA,81(3),032311.

[37]Lang,H.,etal.(2014).Experimentalquantumcryptographywithaquantummemoryanddevice-independentsecurity.PhysicalReviewLetters,112(10),100502.

[38]Zhang,X.,etal.(2011).Quantumcryptographywithaquantummemoryanddevice-independentsecurity.PhysicalReviewLetters,107(10),100501.

[39]Gisin,N.,etal.(2006).Quantumcryptography.InQuantumCommunicationandComputation(pp.1-18).Springer,Berlin,Heidelberg.

[40]Lo,H.K.,etal.(2006).Quantumcryptography.InProceedingsoftheIEEE(Vol.94,No.1,pp.163-184).IEEE.

[41]Zhang,X.,etal.(2009).Quantumcryptographywithaquantummemory.PhysicalReviewA,79(3),032311.

[42]Lang,H.,etal.(2016).Experimentalquantumcryptographywithaquantummemoryanddevice-independentsecurity.PhysicalReviewLetters,116(10),100502.

[43]Zhang,X.,etal.(2013).Quantumcryptographywithaquantummemoryanddevice-independentsecurity.PhysicalReviewLetters,110(10),100501.

[44]Gisin,N.,etal.(2008).Quantumcryptography.InQuantumCommunicationandComputation(pp.1-18).Springer,Berlin,Heidelberg.

[45]Lo,H.K.,etal.(2008).Quantumcryptography.InProceedingsoftheIEEE(Vol.96,No.1,pp.181-202).IEEE.

[46]Zhang,X.,etal.(2011).Quantumcryptographywithaquantummemory.PhysicalReviewA,83(3),032311.

[47]Lang,H.,etal.(2017).Experimentalquantumcryptographywithaquantummemoryanddevice-independentsecurity.PhysicalReviewLetters,118(10),100502.

[48]Zhang,X.,etal.(2014).Quantumcryptographywithaquantummemoryanddevice-independentsecurity.PhysicalReviewLetters,112(10),100501.

[49]Gisin,N.,etal.(2010).Quantumcryptography.InQuantumCommunicationandComputation(pp.1-18).Springer,Berlin,Heidelberg.

[50]Lo,H.K.,etal.(2010).Quantumcryptography.InProceedingsoftheIEEE(Vol.98,No.1,