[發明專利]基于d級單粒子態的樹型多方半量子秘密共享方法

有效

• 申請號: 201910376661.7
• 申請日: 2019-05-04
• 公開（公告）號: CN109995529B
• 公開（公告）日: 2021-08-10
• 發明（設計）人: 葉崇強;葉天語;何德;甘志剛
• 申請（專利權）人: 浙江工商大學
• 主分類號: H04L9/08
• 分類號: H04L9/08
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明將半量子秘密共享概念推廣到d級量子系統，提出一種基于d級單粒子態的樹型多方半量子秘密共享方法。在本發明的方法中，量子方制備的粒子是以樹型方式傳輸，經典方不需要具備測量能力。本發明的方法對于一些著名的攻擊是安全的，如截獲?重發攻擊、測量?重發攻擊、糾纏?測量攻擊和參與者攻擊。

技術領域

本發明涉及量子密碼學領域。本發明設計一種基于d級單粒子態的樹型多方半量子秘密共享方法，實現一方與n方之間共享一個秘密。

背景技術

經典密碼的安全性依賴于數學問題的計算復雜性，在量子并行計算的強大計算能力面前是脆弱的。幸運地是，Bennett和Brassard[1]在1984年發明的量子密碼依靠量子力學規律能確保其在理論上具有無條件安全性。量子密碼已經吸引了大量注意力并確立許多有趣的分支，如量子密鑰分配(Quantum key distribution，QKD)[1-7]、量子安全直接通信(Quantum secure direct communication，QSDC)[8-11]、量子秘密共享(Quantum secretsharing，QSS)[12-24]等。

QSS是量子密碼的一個重要分支，允許一個秘密在不同參與者之間共享但僅當所有參與者一起合作時才能重建它[15]。QSS是密碼應用的一個有用工具，如分布式量子計算的安全操作、量子鈔票的聯合共享等[16]。自從Hillery等[12]在1999年利用Greenberger-Horne-Zeilinger態提出第一個QSS方法以來，許多QSS方法[12-24]已經從理論和實驗角度被提出來。在2004年，Xiao等[17]將Hillery等的方法[12]推廣到任意多重，并利用QKD的兩個技術改進它的效率。在2005年，Deng等[18]利用Einstein-Podolsky-Rosen對提出一個有效的QSS方法。在2008年，Wang等[19]提出一個高效的安全的基于單光子的多方量子秘密共享(Multiparty quantum secret sharing，MQSS)方法。值得指出的是，在QSS中，共享的信息可以是經典比特或量子態。例如，文獻[12,14]涉及量子態的共享；文獻[22-23]設計了基于圖態的經典和量子信息的秘密共享的統一方法。

在2007年，Boyer等[25-26]首次提出半量子密鑰分配(Semi-quantum keydistribution，SQKD)的新概念，其中Alice具有完全的量子能力而Bob被受限只能在量子信道執行以下操作：(a)不帶干擾地發送或返回量子比特；(b)用固定的計算基{|0,|1}測量量子比特；(c)制備(新的)量子比特處于固定的計算基{|0,|1}；(d)置亂量子比特(通過不同的延遲線)。根據文獻[25-26]方法的定義，計算基{|0,|1}能被認為是一個經典基，因為它只涉及量子比特|0和|1而非任意一個量子疊加態，可以被經典記號{0,1}代替。利用盡可能少的量子資源來執行量子密碼方法是一個很有趣的問題。因此，研究者們對半量子密碼投入極大的熱情，并已經嘗試將半量子的概念應用到不同的量子密碼任務，如QKD、QSDC和QSS等。相應地，許多半量子密碼方法，如SQKD方法[25-39]、半量子安全直接通信(Semi-quantum secure direct communication，SQSDC)方法[40-42]和半量子秘密共享(Semi-quantum secret sharing，SQSS)方法[43-50]，已經被提出來。