[發(fā)明專利]基于連續(xù)變量量子密鑰分發(fā)的指紋認(rèn)證方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201811026147.2
• 申請日: 2018-09-04
• 公開（公告）號: CN109194469B
• 公開（公告）日: 2020-12-18
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 陳治亞;周坤霖;郭迎;廖骎
• 申請（專利權(quán)）人: 中南大學(xué)
• 主分類號: H04L9/08
• 分類號: H04L9/08;H04L9/06;H04L9/32;H04L29/06;G06F21/46;G06F21/32
• 代理公司: 長沙永星專利商標(biāo)事務(wù)所(普通合伙) 43001
• 代理人: 周詠;米中業(yè)

1.一種基于連續(xù)變量量子密鑰分發(fā)的指紋認(rèn)證方法，包括注冊階段和認(rèn)證階段；

所述注冊階段包括如下步驟：

S1.客戶端獲取用戶注冊的指紋，提取指紋的特征點，并根據(jù)特征點調(diào)制變量{X_a}_1≤a≤n、{P_a}_1≤a≤n為相干態(tài)；

S2.客戶端將步驟S1得到的分布在坐標(biāo)空間{(X_a,P_a)}_1≤a≤n的相干態(tài)信息，通過量子信道傳輸給服務(wù)端；

S3.服務(wù)端產(chǎn)生模板T_i，同時利用零差檢測器隨機(jī)測量接收到的相干態(tài)信息的正則分量，得到第一初始密鑰{k'_a}_1≤a≤n，并將產(chǎn)生的模板T_i進(jìn)行存儲；

S4.服務(wù)端通過經(jīng)典信道將模板T_i發(fā)送給客戶端，客戶端根據(jù)接收的模板T_i生成對應(yīng)的第二初始密鑰{k_a}_1≤a≤n，此時客戶端與服務(wù)端共享一組含相關(guān)變量的初始密鑰對{k_a}_1≤a≤n和{k'_a}_1≤a≤n；

S5.服務(wù)端從共享的初始密鑰對{k_a}_1≤a≤n和{k'_a}_1≤a≤n中提取m個數(shù)據(jù)進(jìn)行參數(shù)估計，并根據(jù)估計的參數(shù)決定是否繼續(xù)協(xié)議；m為自然數(shù)；

S6.服務(wù)端對測量數(shù)據(jù)離散化，利用糾錯碼對已提取了m個數(shù)據(jù)的初始密鑰對{k_a}_1≤a≤n-m和{k'_a}_1≤a≤n-m進(jìn)行反向數(shù)據(jù)協(xié)商，并將對應(yīng)的糾錯碼進(jìn)行存儲；

S7.客戶端使用隨機(jī)的哈希函數(shù)將此時長度為n-m的k_a壓縮為長度為j的密鑰k_j；

S8.客戶端將步驟S7使用的哈希函數(shù)通過經(jīng)典信道發(fā)送給服務(wù)端，服務(wù)端利用接收的哈希函數(shù)，將長度為n-m的k'_a壓縮為長度為j的密鑰k'_j，并將對應(yīng)的哈希函數(shù)與密鑰k'_j進(jìn)行存儲，從而完成用戶指紋的注冊；在具體應(yīng)用中，認(rèn)定密鑰k'_j與密鑰k_j相同；

所述的認(rèn)證階段包括如下步驟：

A.客戶端獲取待認(rèn)證的指紋，提取指紋的特征點，并根據(jù)特征點調(diào)制變量{X_b}_1≤b≤n、{P_b}_1≤b≤n為相干態(tài)；

B.客戶端將步驟S1得到的分布在坐標(biāo)空間{(X_b,P_b)}_1≤b≤n的相干態(tài)信息，通過量子信道傳輸給服務(wù)端；

C.服務(wù)端利用步驟S3存儲的模板T_i將接收到的相干態(tài)信息轉(zhuǎn)化為第一初始查詢密鑰{k_b'}_1≤b≤n；

D.服務(wù)端通過經(jīng)典信道將模板T_i發(fā)送給客戶端，客戶端根據(jù)接收的模板T_i生成對應(yīng)的第二初始查詢密鑰{k_b}_1≤b≤n，此時客戶端與服務(wù)端共享一組含相關(guān)變量的初始查詢密鑰對{k_b}_1≤b≤n和{k_b'}_1≤b≤n；

E.服務(wù)端從共享的初始查詢密鑰對{k_a}_1≤a≤n和{k'_a}_1≤a≤n中提取與步驟S5相同的m個數(shù)據(jù)進(jìn)行參數(shù)估計，并根據(jù)估計的參數(shù)決定是否繼續(xù)協(xié)議；m為自然數(shù)；

F.服務(wù)端利用步驟S6存儲的糾錯碼對已提取了m個數(shù)據(jù)的初始查詢密鑰對{k_b}_1≤b≤n-m和{k_b'}_1≤b≤n-m進(jìn)行反向數(shù)據(jù)協(xié)商；

G.服務(wù)端利用步驟S7所述的哈希函數(shù)將此時長度為n-m的k_b壓縮為長度為j的查詢密鑰k_q；

H.服務(wù)端從數(shù)據(jù)庫中匹配查詢密鑰k_q和密鑰k_j，從而驗證用戶的身份。