[發明專利]一種基于GHZ態密集編碼和糾纏交換的量子隱寫協議

有效

• 申請號: 201210327020.0
• 申請日: 2012-09-05
• 公開（公告）號: CN102801518A
• 公開（公告）日: 2012-11-28
• 發明（設計）人: 葉天語;蔣麗珍
• 申請（專利權）人: 浙江工商大學
• 主分類號: H04L9/00
• 分類號: H04L9/00;H04L1/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種基于GHZ態密集編碼和糾纏交換的量子隱寫協議，通過結合GHZ態密集編碼和GHZ態糾纏交換建立隱藏信道來隱秘傳送秘密消息，包括以下五個過程：

S1)Bob準備大量(n)的|Ψ₁>_ABC，G_A、G_B和G_C分別表示A、B和C的粒子集合，相應地，G_A＝[A₁，A₁，…，A_n]，G_B＝[B₁，B₂，…，B_n]，G_C＝[C₁，C₂，…，C_n]，其中下標代表GHZ態的個數；

S2)Bob通過量子信道分兩步將G_A和G_B傳送個給Alice：(a)Bob將G_A傳送給Alice，G_B和G_C由他自己保留；為了進行竊聽檢測，Alice從G_A選擇一個足夠大的子集，從Z基(|0>，|1>)或X基(|+>，|->)中隨機選擇一個測量基測量G_A子集中的粒子A；Alice將她的測量基和測量結果告訴Bob；在得到Alice的結果后，Bob用相同的測量基測量G_B相應子集中的粒子B和G_C相應子集中的粒子C，通過判斷是否與Alice的測量結果存在高度相關性，Bob能夠知道是否存在竊聽；如果Bob證實存在竊聽，他們停止通信，否則，他們進入步驟(b)；(b)Bob將G_B傳送給Alice，G_C由他自己保留；為了竊聽檢測，Alice從G_A選擇一個足夠大的子集和從G_B選擇一個足夠大的相應子集，并從Z基或X基中隨機選擇一個測量基測量粒子A和粒子B；Alice將她的測量基和測量結果告訴Bob；在得到Alice的結果后，Bob用相同的測量基測量G_C相應子集中的粒子C，通過判斷是否與Alice的測量結果存在高度相關性，Bob能夠知道是否存在竊聽；如果Bob證實存在竊聽，他們停止通信，否則，他們進入信息傳送模塊；

S3)信息傳送模塊：(a)根據信息比特序列，Alice對G_A和G_B中的每對粒子施加U_k操作(在施加U_k操作后，G_A和G_B分別變為G′_A和G′_B；盡管G_C中的粒子沒有被施加酉操作，為了一致起見，G′_C仍然用來代替原始的G_C，相應地，G′_C和G_C完全一樣)；(b)根據秘密消息，Alice從G′_A和G′_B中分別選擇四個粒子A′_m、A′_m+1、B′_m、B′_m+1，并進入秘密消息隱藏模塊；(c)Alice通過量子信道將G′_A和G′_B傳送回Bob；

S4)秘密消息隱藏模塊：(a)根據秘密消息，Alice從G′_A和G′_B中分別選擇四個粒子A′_m、A′_m+1、B′_m、B′_m+1，其中下標m代表粒子A′_m在G′_A中的位置和粒子B′_m在G′_B中的位置；m的值必須滿足一致性條件，即A′_m-1B′_m-1C′_m-1和A′_mB′_mC′_m這兩個GHZ態必須與秘密消息保持編碼對應的一致性(在通過執行QSDC、QKD或經典信道的一次一密將m傳送給Bob之前，一個合適的m可以事先被Alice確定)；(b)通過事先對A_m+1和B_m+1施加相同的U_k操作，A′_m+1B′_m+1C′_m+1能夠復制A′_m-1B′_m-1C′_m-1所攜帶的信息，也就是，A′_m+1B′_m+1C′_m+1不正常傳送信息，而是作為一個輔助GHZ態來協助隱藏秘密消息；

S5)秘密消息解碼模塊：(a)Bob得到m的值；(b)Bob對A′_m-1B′_m-1C′_m-1進行GHZ基測量以恢復出信息；(c)Bob分別對A′_mA′_m+1、B′_mB′_m+1和C′_mC′_m+1進行Bell基測量；(d)根據A′_mA′_m+1、B′_mB′_m+1和C′_mC′_m+1的測量結果，Bob能夠解碼出Alice所傳送的秘密消息，而且，通過解碼出的秘密消息和A′_m-1B′_m-1C′_m-1的狀態，Bob能夠恢復出A′_mB′_mC′_m所攜帶的信息。