西安邮电大学网络空间安全学院,陕西 西安 710121
针对已有量子密钥协商协议存在或对参与者能力和设备要求过高,或易受中间人攻击的问题,利用贝尔态的纠缠特性、置换和幺正操作提出了一种具有互认证功能的两方半量子密钥协商协议。协议仅需一方参与者具备全量子能力,而另一方只需具备半量子能力。由于半量子参与方仅需进行反射操作以及简单的量子态制备与测量操作,因此该协议降低了对参与者量子能力与设备的要求。并且所提协议通过执行参与者之间的身份互认证以防止中间人攻击。安全性分析证明了该协议能够有效抵御参与者攻击和外部攻击。此外,综合考量所提协议的功能并分析其性能,并与已有量子密钥协商协议进行对比,可以说明所提协议在性能方面具有一定优势。
量子光学 量子密码 半量子密钥协商 身份互认证 贝尔态
1 中国科学院上海应用物理研究所上海 201800
2 上海理工大学上海 200093
3 中国科学院大学北京 100049
4 华东交通大学南昌 330006
5 新疆有色金属研究所乌鲁木齐 830000
在钍基熔盐堆(Thorium Molten Salt Reactor Nuclear Energy System,TMSR)中,233Pa是232Th-233U转换链中重要的中间核素,前期研究的结果表明减压蒸馏技术可以有效实现载体盐FLiBeZr和233PaF5的分离。然而,在蒸发过程中,部分金属氟化物与233PaF5一同被蒸发,但蒸发出来的氟化物可能会在不同的温度下进行冷凝。本文对含有233PaF5和多种金属氟化物的FLiBeZr熔盐进行减压蒸馏,考察不同温度下233PaF5和关键金属氟化物的冷凝行为。结果表明,233PaF5和95Nb氟化物最佳的冷凝温度均为600~700 °C;237U和95Zr氟化物最佳的冷凝温度均为400~500 ℃。在233PaF5的最佳冷凝温度区域,考察并比较了233PaF5与关键金属氟化物间的最佳冷凝温度下分离因子(βB)与平均分离因子(βA)的差异。实验结果表明:95NbF5的βB与βA无明显差异,但237UF4和95ZrF4的βB较βA提高了2~20倍。通过金属氟化物间βB和βA的对比,表明减压蒸馏分离不同金属氟化物不仅取决于各组分的挥发性,还取决于对冷凝温度的控制。
减压蒸馏 FLiBeZr 冷凝行为 233PaF5 关键金属氟化物 Low-pressure distillation FLiBeZr Condensation behavior 233PaF5 Key metal fluorides
广东工业大学 物理与光电工程学院,广州 510006
针对传统Cascade算法协商效率低、吞吐量不高的问题,提出了一种面向共驱混沌同步密钥分发的Cascade-Biconf信息协商算法。该算法基于奇偶校验和二分法纠错算法的原理,将所得密钥进行置乱、分块并传输校验值用以二分法纠错。与传统Cascade算法不同,Cascade-Biconf信息协商算法通过优化分块的大小降低了协商过程中的交互次数和计算量。仿真结果表明:在通信双方初始密钥误码率为0.1的情况下,Cascade-Biconf信息协商算法可将传统Cascade算法的协商效率由0.76提升到0.84,总吞吐量提升27.9%。
信息协商 Cascade算法 密钥分发 混沌同步 保密通信 information reconciliation, Cascade algorithm, key
1 国网天津市电力公司,天津 300010
2 国网冀北电力有限公司智能配电网中心,河北秦皇岛 066100
3 天津大学电气自动化与信息工程学院,天津 300072
针对电力物联网智能终端有限的存储、计算和通信资源,现有运行管理算法大多偏重于降低节点功耗,导致终端安全抗捕获的性能受限。为在保障电力物联网终端节点运行性能的同时提升抗物理捕获攻击能力,提出一种轻量级密钥管理方案。通过集中器节点部署增加管控中央区域,形成了一种新型的双层网格部署模型。基于新结构提出一种双阶段的密钥信息分配算法。各阶段根据各子区域节点数目设置 Blom矩阵空间的安全阈值,大幅提高了电力信息网络连通性和抗捕获性能。仿真结果证明,当被捕获终端比例为 5.5%时,该方案对应的通信链路失效概率较t-UKP和 SPECC方案最大降低 63%和 68%。
电力物联网 密钥分配 双层网格结构 抗捕获性 通信开销 power Internet of Things key distribution double-layer grid structure anti-capture communication overhead 太赫兹科学与电子信息学报
2023, 21(8): 1049
红外图像中的人体摔倒检测不受环境光照射的影响, 在智能安防领域有着重要的研究意义和应用价值。现有的摔倒检测方法没有充分考虑人体关键点的位置变化规律, 容易对类摔倒动作造成误检。针对这一问题, 本文提出一种基于改进 Alphapose的红外图像摔倒检测算法。该算法使用 Yolo v5s目标检测网络, 在提取人体目标框输入姿态估计网络的同时, 对人体姿态进行直接分类, 再结合人体骨架关键点的位置信息和姿态特征进行判断。通过实验证明, 该算法在准确度和实时性方面都有良好的表现。
红外图像 摔倒检测 关键点 目标检测 infrared images, fall detection, key points, objec
中国工程物理研究院电子工程研究所, 四川绵阳 621999
针对无人机空地信道, 基于空间期望最大化算法(SAGE)对信道特征参数进行高精确度估计。在提取了多径时延、多径功率等空地信道小尺度衰落特征后, 利用均匀量化和非均匀量化方法, 对实测数据的主径功率、主径-多径功率差开展无线信道密钥量化。分别针对起飞和巡航场景分析了密钥的量化效率、随机性以及算法运行时间等指标, 并与基于大尺度特征的密钥量化结果进行比较。密钥量化效率结果表明: 基于非均匀量化优于均匀量化; 基于信道特征高精确度估计的量化方法优于传统基于大尺度特征的量化; 起飞场景下的量化优于巡航场景的量化。密钥随机性测试结果表明本次量化所获得的密钥都具有较好的随机性; 算法运行时间结果则表明不同量化方法的运行时间差异较小。因此基于高精确度提取的 2种量化方法复杂度较低。
空地信道 空间期望最大化算法 密钥量化 非均匀间隔 信道测量 air-to-ground channel Space-Alternating Generalized Expectation-maximiza key quantification non-uniform guard interval channel measurement 太赫兹科学与电子信息学报
2023, 21(11): 1306
1 季华实验室,广东佛山528200
2 中国人民解放军96035部队,吉林吉林13101
3 中国科学院大学北京100049
随着量子保密通信网络及产业化发展,轻小型化接收望远镜满足量子跟踪仪规模化和便携式的多应用场景需求。对满足接收望远镜的技术体制进行了对比分析,确定了RC+小像元+量子模块的光学系统形式,采用小F数+微小像元的技术体制。设计了全铝一体化结构的φ280量子跟踪仪接收望远镜,F5的RC望远镜采用RSA-6061微晶铝合金作为反射镜的结构材料,配合一体化硬铝合金高刚性结构,静力学(重力变形和温度变形)仿真分析结果满足近衍射极限成像和高效率量子接收要求,动力学仿真分析结果表明,一阶模态为91 Hz,具有足够高的动态刚度和安全冗余。集成测试结果表明:望远镜的中心视场波像差RMS为λ/14.7,5个视场系统波像差均优于λ/12.7,可以确保近衍射极限高质量信标成像,奈奎斯特频率处的光学传递函数为0.15;HV+-四个偏振态的平均偏振对比度为454,全系统效率为51.93%,可以高质量接收量子密钥;-25 ℃和+30 ℃外场恒星成像实验验证了系统可以稳定、高质量提取质心用于脱靶量闭环;与“墨子号”星地量子密钥分发实验成码为92.9 kb,误码率为1.18%,能够实现高效率量子接收。
量子通信 轻小型 量子跟踪仪 高刚性 量子密钥分发 quantum communication lightweight and miniaturized quantum tracker high rigidity quantum key distribution 光学 精密工程
2023, 31(23): 3426
由于红外图像的夜视显示功能,并且能远距离观测目标,所以常常应用在枪械的狙击瞄具上。但是红外瞄准具首次安装在枪械上时,需要校准零位,把红外瞄准具的十字分化准心与枪械狙击时的目标靶心重合。经过零位校准的红外瞄准具,在狙击时才能准确击中目标,如何进行自动高效的零位校准,是每一台红外瞄准具在初次使用时必须要解决的问题。本文调研了目前主流的零位校准方法,进行了分析对比,并且提出了一种基于单键触发的高效自动校枪的方法和流程,简化了校枪的流程,提升了校枪的效率,在工程应用中解决了红外瞄具在初次使用难以校准,校准慢的问题,同时大大提升了用户使用体验感。
单键触发 自动校枪 零位计算 人机交互 红外图像 目标区域 FPGA FPGA, single key trigger, automatic gun calibratio