[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

本發明公開了一種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，方法包括：步驟1：相互通信的終端獲取目標比特；步驟2：承諾終端生成承諾消息，并發送給驗證終端；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通信可信任，否則，驗證終端終止與承諾終端的當前通信；其中，驗證終端將解密后的承諾消息與目標比特進行比較得到驗證控制比特或者得出承諾終端不是合法承諾方的結論；驗證終端再比較驗證控制比特與承諾比特是否相同，若相同，承諾終端是合法承諾方，否則，承諾終端不是合法承諾方。本發明使通信終端在沒有第三方公共平臺作用下建立信任，提高通信安全同時降低了通信協議的復雜度。

技術領域

本發明屬于量子通信技術領域，具體涉及一種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。

背景技術

隨著電子商務，特別是網絡金融的迅猛發展，諸如互聯網終端等越來越多的缺乏相互信任的通信者之間需要進行合作，因此確保互不信任的各終端之間建立信任成為保證未來互聯網經濟健康發展的基礎，而實現安全的“比特承諾”則是這類研究必須解決的奠基性課題。為實現安全“比特承諾”，各國科學家在過去幾十年中進行了不懈努力。其中，經典密碼學有兩種解決方案，為使用第三方公共平臺或者利用計算復雜性假設。然而，這兩種方案都被證實存在安全隱患，即無法實現“無條件安全”。迄今為止，大部分的比特承諾都不具備完全安全性，若要滿足絕對安全性，總是需要借助第三方代理平臺完成整個承諾過程的監督及相關資源的提前存儲，這無疑會消耗很多資源。因此，有必要探究一種無代理的量子比特承諾協議，并保證整個過程安全可靠，目的不純的第三方不能竊取和探聽到相關的承諾信息。

發明內容

本發明的目的是提供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，使原互不信任的通信終端在沒有第三方公共平臺作用下建立信任，可以有效地防止目的不純的第三方竊取和探聽相關的承諾信息，降低了通信終端之間通信協議的復雜度。

一方面，本發明提供一種無代理量子比特承諾協議的終端互信構建方法，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；

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。