[發(fā)明專利]不帶糾纏的測(cè)量-重發(fā)半量子隱私比較方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201810417047.6
• 申請(qǐng)日: 2018-05-03
• 公開（公告）號(hào): CN108599942B
• 公開（公告）日: 2020-11-03
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 葉天語(yǔ);葉崇強(qiáng)
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 浙江工商大學(xué)
• 主分類號(hào): H04L9/08
• 分類號(hào): H04L9/08;H04B10/70;H04L9/00
• 代理公司: 暫無(wú)信息
• 代理人: 暫無(wú)信息

本發(fā)明利用兩粒子乘積態(tài)作為初始制備量子資源提出一種不帶糾纏的測(cè)量?重發(fā)半量子隱私比較方法，其中兩個(gè)經(jīng)典用戶在一個(gè)量子第三方的幫助下可實(shí)現(xiàn)她們秘密的相等性比較。量子第三方是半忠誠(chéng)的，意味著他被允許按照自己意愿錯(cuò)誤行事但不能與用戶合謀。本發(fā)明方法的輸出正確性和抗外在攻擊與參與者攻擊的安全性能得到保證。與先前的半量子隱私比較方法相比，本發(fā)明方法的優(yōu)勢(shì)在于它僅采用兩粒子乘積態(tài)作為初始制備量子資源、只要求第三方進(jìn)行單光子測(cè)量以及不需要進(jìn)行量子糾纏交換。本發(fā)明的方法能被現(xiàn)有量子技術(shù)實(shí)現(xiàn)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及量子密碼學(xué)領(lǐng)域。本發(fā)明設(shè)計(jì)一種不帶糾纏的測(cè)量-重發(fā)半量子隱私比較方法，在一個(gè)量子第三方(Third party，TP)的幫助下實(shí)現(xiàn)兩個(gè)經(jīng)典用戶秘密的相等性比較。

背景技術(shù)

眾所周知，量子密碼是量子力學(xué)在密碼領(lǐng)域的一個(gè)重要應(yīng)用。不同于經(jīng)典密碼，量子密碼利用量子力學(xué)的規(guī)律理論上可達(dá)到無(wú)條件安全性。至今，許多有趣和有用的分支已從量子密碼誕生出來，如量子密鑰分配(Quantum key distribution，QKD)[1-5]、量子安全直接通信(Quantum secure direct communication，QSDC)[6-13]、量子秘密共享(Quantumsecret sharing，QSS) [14-18]等。

安全多方計(jì)算(Secure multi-user computation，SMC)是經(jīng)典密碼學(xué)的一個(gè)重要話題。相應(yīng)地，作為SMC在量子力學(xué)領(lǐng)域的對(duì)應(yīng)物，量子安全多方計(jì)算 (Quantum securemulti-user computation，QSMC)在近年來也已經(jīng)贏得越來越多的關(guān)注。量子隱私比較(Quantum private comparison，QPC)，作為一種重要的QSMC，致力于利用量子信號(hào)的傳送實(shí)現(xiàn)兩個(gè)用戶秘密的相等性比較而不泄露它們的真實(shí)內(nèi)容。QPC在2009年被Yang和Wen[19]首次提出，在近年已經(jīng)得到很大的發(fā)展以致于許多QPC方法已經(jīng)通過利用不同的量子態(tài)被設(shè)計(jì)出來，如基于單光子的[20-22]、兩粒子乘積態(tài)的[23-24]、Bell態(tài)的[19,21,25-33]、GHZ 態(tài)的[34-37]、W態(tài)的[33,38-39]、團(tuán)簇態(tài)的[40-41]、χ型糾纏態(tài)的[42-44]、五粒子糾纏態(tài)的[45]、六粒子糾纏態(tài)的[46]和多級(jí)量子系統(tǒng)的[47-48]。Lo[49]指出，在兩方情形下設(shè)計(jì)一個(gè)安全的相等性函數(shù)是不可能的，因此一些額外的假設(shè)，如一個(gè)TP，總是被QPC需要。在被重新檢查后，很容易就可以發(fā)現(xiàn)以上所有 QPC方法[19-48]都需要所有用戶具備量子能力。然而，在現(xiàn)實(shí)中有時(shí)這是不切實(shí)際的，因?yàn)椴⒉皇撬杏脩舳寄茇?fù)擔(dān)得起昂貴的量子資源和操作。

在2007年，利用著名的BB84方法[1]，Boyer等[50]首次提出半量子的概念，意味著在一個(gè)量子密碼方法中，沒必要要求所有用戶都具備量子能力。Boyer等 [50]的方法是一個(gè)帶測(cè)量-重發(fā)特征的半量子密鑰分配(Semi-quantum key distribution，SQKD)方法。在這個(gè)方法中，接收者Bob被受限而只能執(zhí)行以下操作：①用固定的正交基{0,|1}測(cè)量量子比特；②制備(新的)量子比特處于固定的正交基{0,|1}；③發(fā)送或返回量子比特而不受干擾。固定的正交基 {0,|1}被認(rèn)為是經(jīng)典基，因?yàn)樗簧婕叭魏瘟孔盈B加態(tài)。隨后，在2009年， Boyer等[51]也利用單光子設(shè)計(jì)出一個(gè)帶置亂特征的SQKD方法。在這個(gè)方法中，接收者Bob被受限而只能執(zhí)行①、③和④(利用不同延遲線)對(duì)量子比特重新排序。文獻(xiàn)[50-51]的SQKD方法被普遍認(rèn)為是半量子密碼領(lǐng)域最具代表性的先驅(qū)性工作。根據(jù)文獻(xiàn)[50-51]，只被允許執(zhí)行①、②、③和④的用戶被認(rèn)為是經(jīng)典的。