[發明專利]一種防篡改的受控的量子安全直接通信方法及系統

有效

• 申請號: 201810142676.2
• 申請日: 2018-02-11
• 公開（公告）號: CN108092771B
• 公開（公告）日: 2020-12-22
• 發明（設計）人: 昌燕;張仕斌
• 申請（專利權）人: 成都信息工程大學
• 主分類號: H04L9/08
• 分類號: H04L9/08;H04L29/06;H04B10/70
• 代理公司: 北京輕創知識產權代理有限公司 11212
• 代理人: 談杰

本發明屬于安全通信技術領域，公開了一種防篡改的受控的量子安全直接通信方法及系統，為控制接收端獲得發送端的秘密信息，發送端發送S_C*給控制端；控制端打亂S_C*中光子的順序；然后控制端發送順序重排后的S_C*給接收端；如果控制端不告訴接收端光子的正確順序，接收端就不能恢復S_C并解密秘密信息；控制端也無法得知用K(k₁,k₂,…,k_N)加密的秘密信息等。本發明不需要誠實控制者的前提；即使在控制者不誠實的情況下，本發明提出的協議仍然是安全的，任何對秘密信息的篡改都很容易被發現。本發明可以抵御基于隱形傳態的偽光子攻擊，同時也可以驗證兩個參與者(發送者和接收者)的身份。

技術領域

本發明屬于安全通信技術領域，尤其涉及一種防篡改的受控的量子安全直接通信方法及系統。

背景技術

目前，業內常用的現有技術是這樣的：

通常都希望秘密信息被安全的傳送給接收方，接收方也可以正確的讀取秘密信息。然而，在有些特殊的場合或任務中，除了發送者和接受者之外，還至少存在一個控制者。只有當所有的控制者都同意了，接受者才能正確讀取發送者發來的秘密信息。上述任務的量子方案是一個典型的應用，稱之為：受控的量子安全直接通信。從而，對受控的量子安全直接通信的安全性分析也就主要落在了對以下三個問題的回答：(1)外部竊聽者是否可以獲取或篡改秘密信息？(2)接受者在沒有控制者同意的情況下是否可以獲得秘密信息？(3)不誠實的控制者是否可以通過某些惡意操作獲取或篡改秘密信息？盡管大部分已有的受控量子安全直接通信協議對前兩個問題回答不，但是本發明中認為，在一個安全的受控量子安全直接通信協議中，以上三個問題的回答都應該是不。

目前，已有很多受控的量子安全直接通信方案被提出。Wang Jian等人首先提出了利用三粒子GHZ態作為量子信息載體進行受控的量子安全直接通信，并且把方案擴展到了三方受控的情況，Wang的方案具有較高的量子效率。可是如果接收者用GHZ態的相關性對Wang的方案進行攻擊，即使不經過控制者的同意，接受者也能恢復33.3％的秘密信息。后來Wang Jian等人又提出了基于BB84光子的受控的量子安全直接通信方案，該方案實現起來比較容易，但是容易遭受偽光子序列量子隱形傳態攻擊，從而使得接受者在沒有控制者的同意的情況下也能獲取秘密信息。此后又有很多人對此展開了研究。

盡管已有的受控的量子安全直接通信協議在理論上展示出了很大的優勢，但是它們在有些應用場景下并不安全，因為它們假設控制者是誠實的。如果，控制者不誠實，它們可能會篡改甚至獲取秘密信息，而且它們的行為不會被發現。

綜上所述，現有技術存在的問題是：

已有的受控的量子安全直接通信協議在進行安全性分析時，主要考慮了在沒有控制者的許可下接受者不能恢復秘密信息及外部竊聽者不能獲得秘密信息等兩個方面的安全性，它們以控制者誠實可信為前提進行研究，但實際上很多時候，控制者不一定誠實可信，控制者也可能會有一些以篡改或獲取秘密信息為目的的惡意行為，而且這種行為可能不會被發現，因此，以控制者誠實可信為前提的受控的量子安全直接通信協議是不安全的。

解決上述技術問題的難度和意義：

為了解決上述問題，本發明提出了一個防篡改的受控的量子安全直接通信協議。在本發明提出的方案中，沒有控制者誠實的假設前提，也就是說控制者可以不誠實。本發明提出的協議可以很容易的發現控制者的篡改行為，同時可以抵御基于隱形傳態的偽光子攻擊，也可以驗證兩個參與者(發送者和接收者)的身份。

發明內容

針對現有技術存在的問題，本發明提供了一種防篡改的受控的量子安全直接通信方法及系統。