[發明專利]基于五量子比特最大糾纏態的量子隱私比較方法

有效

• 申請號: 201610307850.5
• 申請日: 2016-05-09
• 公開（公告）號: CN105763326B
• 公開（公告）日: 2018-11-23
• 發明（設計）人: 紀兆旭;葉天語
• 申請（專利權）人: 浙江工商大學
• 主分類號: H04L9/08
• 分類號: H04L9/08;H04L9/32;H04L29/06
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

為了實現兩個用戶秘密的相等性比較，本發明提出一個基于五量子比特最大糾纏態的量子隱私比較方法。本發明的方法具有如下特點：第一，本發明的方法需要一個半忠誠第三方Calvin，Calvin可能行為不端，但是他不能夠與兩個用戶中的任何一個共謀；第二，一個用戶不能得到另一個用戶的秘密信息，Calvin也不能得到兩個用戶秘密的任何信息，甚至連比較結果也無從獲知；第三，本發明的方法沒有采用任何酉操作和量子糾纏交換，但需要單光子測量和Bell基測量；最后，由于采用了單向量子傳輸，本發明的方法能夠抵御特洛伊木馬攻擊，不僅如此，本發明的方法也能夠抵御其他常見的攻擊。

技術領域

本發明涉及量子密碼學領域。本發明設計一種基于五量子比特最大糾纏態的量子隱私比較方法，實現兩個用戶秘密的相等性比較。

背景技術

自從Bennett和Brassard在1984年提出第一個能夠使兩個遠距離用戶安全共享一隨機密鑰的量子密鑰分配(Quantum Key Distribution，QKD)方法后，各種各樣的安全量子方法已經被提出來，比如量子隱形傳態(Quantum Teleportation，QT)[2-8]，量子水印(Quantum Watermark，QW)[9，10]，量子安全直接通信(Quantum Secure DirectCommunication，QSDC)[11-17]，量子秘密共享(Quantum Secret Sharing，QSS)[18-26]等等。

最近，能夠允許互不信任雙方判斷他們的秘密輸入是否相等而不將他們各自的秘密泄露給彼此的量子隱私比較(Quantum Private Comparison，QPC)成為量子密碼學的一個新穎話題。QPC的安全性并不依賴于計算復雜性而只依賴于量子力學原理，例如量子不可克隆原理和Heisenberg不確定性原理。相等性比較方法在電子商務、數據壓縮、隱秘招標和拍賣、無記名投票選舉等領域具有廣泛的應用。在2009年，Yang和Wen[27]提出第一個QPC方法，該方法基于誘騙光子和兩光子糾纏Einstein-Podolsky-Rosen(EPR)對，且引入了一個額外的假設(即一個半忠誠的第三方)。在2010年，Chen等人[28]提出一個新的基于三粒子糾纏Greenberger-Horne-Zeilinger(GHZ)態的QPC方法。在該方法中，第三方被假設為半忠誠，這意味著第三方忠誠地執行方法步驟且始終不應當被對手收買，但他可能記錄所有中間計算數據并嘗試從他的記錄中獲取兩個參與者的秘密信息。之后，利用不同量子態，許多QPC方法已經被提出來，比如基于單光子的[29-32]、Bell態的[33-36]、GHZ態的[37-39]、W態的[40-42]、簇態的[43，44]、χ型糾纏態的[45-47]等等。

受文獻[27，28，42]啟發，本發明利用五量子比特最大糾纏態提出一個新的處理秘密信息相等性比較的方法。同文獻[27，31，33-35，38，41，44，45]類似，本發明的方法包含一個半忠誠的第三方Calvin。Calvin將不會與兩個參與者中的任何一個共謀，但他會盡他所能去獲得他們的秘密。在本發明的方法中，兩個參與者在每輪比較中利用兩個五量子比特最大糾纏態能比較三比特秘密信息，而且參與者都不需要酉操作。本發明的方法采用文獻[12]提出的塊傳送方法分批傳送量子比特。

參考文獻

[1]Bennett，C.H.，Brassard，G.：Quantum cryptography：public keydistribution and coin tossing.In：Proc.IEEE Int.Conf.on Computers，Systems，andSignal Processing，pp.175-179(1984)