20、安全密钥交换系统的深入分析与风险评估

安全密钥交换系统的深入分析与风险评估

在当今数字化时代，安全的密钥交换系统对于保障信息传输的安全性至关重要。本文将深入探讨几种密钥交换方案，包括广义循环器方案、基于约翰逊噪声的方案以及通过丢弃高风险位进行密钥交换的方法，并对它们的安全性进行评估。

广义循环器方案

广义循环器方案是一种用于安全密钥交换的方法，它通过模拟约翰逊噪声情况来工作，使得Alice和Bob之间的净功率流为零。该方案由两侧的噪声发生器、循环器和电压放大器组成。

• 系统组成与原理
  • 噪声发生器：两侧分别有噪声发生器 (U_A(t)) 和 (U_B(t))。
  • 循环器和电压放大器：电压放大器输出与来自线路另一端的循环器输出电压相加，再与噪声发生器电压相加。
  • 安全条件：通过适当的放大因子 (A)、(B) 和噪声发生器电压 (U_A(t))、(U_B(t))，使系统以零净功率流运行，确保安全。
• 数学公式
  • 来自Alice的通道电压和电流贡献：
    • (U_{ch,A} = U_{A,tot}(1 + B)/2)
    • (I_{ch,A} = U_{A,tot}(1 - B)/2Z_0)
  • 来自Bob的通道电压和电流贡献：
    • (U_{ch,B} = U_{B,tot}(1 + A)/2)