[發明專利]無代理量子比特承諾協議的終端互信構建方法及模擬裝置

有效

• 申請號: 201810164266.8
• 申請日: 2018-02-27
• 公開（公告）號: CN108377192B
• 公開（公告）日: 2020-06-26
• 發明（設計）人: 施榮華;丁菀亭;石金晶;周芳
• 申請（專利權）人: 中南大學
• 主分類號: H04L9/32
• 分類號: H04L9/32;H04L9/08
• 代理公司: 長沙市融智專利事務所(普通合伙) 43114
• 代理人: 龔燕妮

1.一種無代理量子比特承諾協議的終端互信構建方法，其特征在于：包括如下步驟：

步驟1：相互通信的終端利用BB84協議獲取密鑰k_AB，并依據密鑰k_AB獲取目標比特|P；

其中，所述目標比特|P為所述密鑰k_AB對應的量子比特，相互通信的終端為承諾終端和驗證終端；

步驟2：所述承諾終端生成承諾消息，并發送給驗證終端；

其中，承諾終端隨機選擇承諾比特b，并將所述承諾比特b作為控制比特以及采用受控非門機制控制目標比特|P得到承諾消息；再對所述承諾消息采用加密傳輸的方式發送給驗證終端；其中，所述受控非門機制為：當承諾比特b為0時，承諾消息為目標比特|P；當承諾比特b為1時，將目標比特|P轉置后得到承諾消息；

步驟3：驗證終端驗證承諾終端是否是合法承諾方，若是，驗證終端與承諾終端之間的通信為可信任的，否則，驗證終端終止與承諾終端的當前通信；

其中，驗證終端驗證承諾終端是否是合法承諾方的過程如下：

首選，驗證終端采用預設解密方式解密所述承諾消息；

然后，驗證終端將解密后的承諾消息與步驟1中的目標比特|P進行比較；

若解密后的承諾消息與目標比特|P中每個對應比特不滿足均一致或者均相反的條件，承諾終端不是合法承諾方；否則，驗證終端依據步驟2中的受控非門機制得到驗證控制比特b′，承諾終端再通過經典通道發送承諾比特b的獲取方式給驗證終端，驗證終端獲取承諾比特b并繼續判斷驗證控制比特b′與承諾比特b是否相同，若相同，承諾終端是合法承諾方，若不同，承諾終端不是合法承諾方；

其中，：得到所述驗證控制比特的過程為：若步驟3中得到的承諾消息與目標比特|P中每個對應比特均一致，則依據所述受控非門機制得到的驗證控制比特b′為0；若得到的承諾消息與目標比特|P中每個對應比特均相反，則依據所述受控非門機制得到的驗證控制比特b′為1。

2.根據權利要求1所述的方法，其特征在于：步驟1的執行過程如下：

步驟1.1：承諾終端隨機選擇兩組隨機數來生成量子比特串并發送給驗證終端；

其中，隨機數為0或1，一組隨機數表示待發送的密鑰，另一組隨機數表示測量基，兩組隨機數中同一位置的隨機數組成一個兩位組合數，形成的每個兩位組合數對應量子比特串中一個量子比特，每一類兩位組合數對應一類偏振態；

表示量子比特串中第i個量子比特，以及表示四種偏振態；

步驟1.2：驗證終端隨機選擇一個測量基序列M^B測量量子比特串中的每個量子比特得到測量結果，并通過經典通道將所選擇的測量基序列M^B發送給承諾終端；

其中，⊥、Ο分別表示針對線偏振光子和圓偏振光子的測量基；

步驟1.3：承諾終端將所述測量基序列M^B和步驟1.1中一組隨機數所表示的測量基進行比對得到比對結果，并將所述比對結果發送給驗證終端；

所述比對結果為所述測量基序列M^B中各個測量基選擇正確或選擇錯誤；

步驟1.4：驗證終端依據步驟1.3的比對結果得出測量基的選擇出錯率，并判斷所述選擇出錯率是否小于預設約束條件，若是，則執行步驟1.5；否則，承諾終端與驗證終端被竊聽；

步驟1.5：承諾終端和驗證終端分別保留測量結果和量子比特串中選擇正確的測量基對應的量子比特進而得到密鑰k_AB，再依據密鑰k_AB對應的量子態得到目標比特|P。

3.根據權利要求1所述的方法，其特征在于：步驟2中所述加密傳輸的方式為：

利用步驟1中的密鑰k_AB加密所述承諾消息，并將加密后的承諾消息發送給驗證終端。

4.根據權利要求3所述的方法，其特征在于：步驟3中預設解密方式是指利用密鑰k_AB解密被加密的承諾消息。