[發明專利]基于量子傅里葉變換的安全多方量子求和方法

有效

• 申請號: 201710969888.3
• 申請日: 2017-10-18
• 公開（公告）號: CN107493170B
• 公開（公告）日: 2020-05-05
• 發明（設計）人: 楊慧宜;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;H04L9/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種基于量子傅里葉變換的安全多方量子求和方法，實現n個參與者的秘密整數序列的模d和計算，以整數加整數的方式而非比特加比特的方式計算求和；其傳輸粒子是以樹形模式被傳送；負責制備初始量子態的參與者被假定為半忠誠的，意味著她可以按照她自己意愿錯誤行事但不能與其他人共謀；所述方法能抵抗外在攻擊和參與者攻擊；每個參與者無法得到其他參與者的秘密整數序列，而且對于由至多n-2個參與者施加的共謀攻擊是安全的；所述方法共包括以下四個過程：

S1)第一個參與者Ρ₁制備N個d級n粒子糾纏態都處于量子態|ω_1,2,...,n，并將它們安排成一個有序序列其中上標1,2,...,N代表d級n粒子糾纏態在序列中的順序，|r是d級基態，r∈{0,1,...,d-1}；然后，Ρ₁將第v(v＝1,2,...,n)個粒子從每個量子態中挑選出來以構成n個粒子序列；這n個粒子序列標識為其中代表第t個糾纏態的第v個粒子且t＝1,2,...,N；為了檢測竊聽，Ρ₁制備n-1組誘騙光子，每個誘騙光子從集合V₁或V₂進行隨機選擇，其中F是d階離散量子傅里葉變換；然后，Ρ₁挑選出一組誘騙光子并將選中的誘騙光子隨機插入粒子序列S_j以形成一個新序列S'_j；這里，j＝2,3，...,n；最后，Ρ₁將S₁保存在手中并將S'_j發送給第j個參與者Ρ_j；

S2)在證實Ρ_j(j＝2,3，...,n)已經收到序列S'_j中的所有粒子后，Ρ₁和Ρ_j一起檢測序列S'_j的傳輸安全性；具體地，Ρ₁告訴Ρ_j序列S'_j中誘騙光子的位置和測量基；接著，Ρ_j利用正確的基測量相應的誘騙光子并告訴Ρ₁一半測量結果；然后，Ρ₁宣布剩余一半誘騙光子的初態；最后，她們檢測誘騙光子的測量結果是否與它們的初態一致；這樣，Ρ₁和Ρ_j能檢測出序列S'_j的傳輸安全性；如果錯誤率大于預定的閾值，她們將停止通信，否則，她們將執行下一步；

S3)Ρ_j(j＝2,3，…,n)丟棄序列S'_j中的誘騙光子從而得到序列S_j；然后，Ρ_j對序列S_j中的粒子編碼她的秘密整數序列K_j，其中具體地，Ρ_j對粒子施加其中k為取值從0到d-1的整數，代表模d和；S_j被編碼后的新序列記為ES_j；同時，Ρ₁通過對粒子施加實現對序列S₁中的粒子編碼她的秘密整數序列K₁，其中S₁被編碼后的新序列記為ES₁；

S4)在所有參與者完成編碼她們的秘密整數序列后，每個參與者用V₁基測量各自手中的所有粒子從而得到相應的測量結果；這樣，可得到其中，是粒子編碼后的測量結果，v＝1,2,…,n且t＝1,2,…,N；容易得到和然后，Ρ_j(j＝2,3，…,n)向Ρ₁宣布M_j；

最后，為了得到所有參與者秘密整數序列的求和結果，Ρ₁計算

為了讓其他參與者也知道求和結果，Ρ₁公布求和結果。