[發明專利]基于五粒子Brown態的量子分組多用戶秘密比較方法

有效

• 申請號: 201611240948.X
• 申請日: 2016-12-29
• 公開（公告）號: CN106789021B
• 公開（公告）日: 2020-05-05
• 發明（設計）人: 姜敏;蔡濤;孫兵;黃旭
• 申請（專利權）人: 蘇州大學
• 主分類號: H04L9/08
• 分類號: H04L9/08
• 代理公司: 北京和信華成知識產權代理事務所(普通合伙) 11390
• 代理人: 胡劍輝

本發明涉及一種基于五粒子Brown態的量子分組秘密信息比較方法，該方法利用Brown態可同時實現兩組用戶的秘密信息并行比較，并且不會將秘密信息泄露給進行比較的第三方。其中第三方TP是半忠誠的，會誠實地執行比較，并記錄比較結果，但同時他也可能會嘗試從記錄中竊取信息。這不僅更加符合實際，而且更具普遍性。用戶可在TP完成分配光子后，執行竊聽檢測和對TP的忠誠檢測，從而避免了信息泄露。最后通過參與方對信息執行編碼，使得竊聽者即使是TP也不可能知道各自的秘密信息。相比現有的量子秘密比較方法，本發明的優勢在于，通過一組Brown態能同時并行實現獨立兩組多用戶的秘密信息比較，并且不會把秘密信息泄露給進行比較的第三方。

技術領域

本發明屬于量子通信領域，具體涉及一種量子秘密信息比較(Quantum PrivateComparison)方法，特別是一種基于五粒子Brown態的量子分組秘密比較方法。

背景技術

量子糾纏現象首先是由Einstein，Podolsky，Rosen和Schrodinger注意到的量子力學中一種特有的現象，由于其獨特性質，使得它在量子通信中扮演重要角色。自EPR態、類W態、GHZ態、Cluster態陸續被發現后，一個五粒子最大糾纏態于2005年由Brown等人通過數值優化程序發現，即Brown態[1]。因為其特有的糾纏特性，使得Brown態被廣泛研究。之后，人們陸續提出Brown態的制備方法。其中包括2013年由Luo等[2]提出的任意五比特Brown態聯合遠程制備。2014年由Chang等[3]提出了通過非最大糾纏聯合遠程制備五比特Brown態。2016年由Chen等[4]提出了更為經濟的制備五比特Brown類態，同年由Ding等[5]又提出了任意五比特Brown態的確定性聯合遠程制備。所有的這些都證明了Brown態能夠在實驗室中成功制備的可能性。

基于量子糾纏的一個重要應用就是量子密碼技術。量子密碼技術是量子力學和密碼學相結合的一門技術，它的安全性是得到了數學上的嚴格證明，并有量子力學原理做保證。自1984年，Bennett和Brassard[6]提出利用單光子偏振態實現第一個量子密鑰分發協議(Quantum Key Distribution)——BB84協議。1993年由Bennett等[7]4個不同國家的6位科學家聯名提出量子隱形傳態，并于1997年由Bouwmeester等[8]利用糾纏光子對作為量子信道實現人類歷史上第一次量子隱形傳態。之后，為了解決各種新出現的信息安全問題，大量的密碼方法被提出，例如：量子安全直接通信(QSDC)[9-11]，量子密鑰共享(QSS)[12-15]，量子身份認證(QIA)[16-17],量子密集編碼(QDC)[18]等等。由于量子密碼的重要性，越來越多的人投身于量子密碼方法的研究中。而量子秘密信息比較作為量子密碼技術的一個重要的分支，自然得到了越來越多人的關注。

量子秘密信息比較主要是為了在不揭露秘密的的情況下比較兩位用戶的秘密信息。通常的例子是Yao的“百萬富翁”問題，即在不知道每個人的實際財產的情況下確定誰比誰更富有[19]。隨后，Yang等[20]于2009年首次提出了基于EPR對的量子秘密信息比較方法。2010年Chen等[21]又提出了一個基于三重GHZ態的相等信息秘密比較方法。2011年Liu等[22]提出了基于三重W態的量子秘密比較方法。2012年Tseng等[23]提出了一個使用EPR對的量子秘密比較方法。2013年Sun等[24]又提出了基于團簇態的量子密碼方法。然而，縱觀之前的文獻我們會發現他們都只是通過某種糾纏態實現了兩個用戶的秘密信息的比較，并不能同時實現兩組多個用戶的并行比較。

基于以上分析，為了同時實現兩組多用戶的信息比較，本發明提出了一種新穎的基于五粒子Brown態的量子分組秘密信息比較方法。該方法是利用Brown態作為量子資源，基于原始的QPC，根據用戶請求，來同時實現兩組用戶的秘密信息比較，并且不會把用戶的秘密信息泄露給進行比較的第三方。另外，該方法不僅更具有靈活性，而且還具有良好的安全性。

發明內容