[發明專利]一種基于量子隱形傳態的加密方法

有效

• 申請號: 201910570415.5
• 申請日: 2019-06-27
• 公開（公告）號: CN110276207B
• 公開（公告）日: 2020-12-11
• 發明（設計）人: 張猜;司徒浩臻;黃瓊
• 申請（專利權）人: 華南農業大學
• 主分類號: G06F21/60
• 分類號: G06F21/60;G06N10/00
• 代理公司: 廣州專理知識產權代理事務所(普通合伙) 44493
• 代理人: 張鳳

本發明提供一種基于量子隱形傳態的加密方法，糾纏態分發：外部第三方P₀根據現有的糾纏分發方法為n個參與者分發(n+1)(L+R)對有序的Bell態；安全性檢測n參與者P_i(i＝1，2，...，n)檢測糾纏態是否如實地被分配給不同的參與者，形成不同的Bell態閉合鏈條，協議的安全性依賴于非正交量子態不可被精確區分、未知量子態不可被克隆等量子力學性質，該協議不僅可以抵抗外部者攻擊，也可以抵抗內部參與者的共謀攻擊，同時保證協議的正確性。

技術領域

本發明是一種基于量子隱形傳態的加密方法，屬于信息安全領域。

背景技術

現有技術中，安全多方量子計算方案利用量子力學的性質確保參與者數據的保密性及最終計算結果的正確性，屬于量子密碼一個重要的子領域。而安全多方量子求和作為安全多方量子計算領域的子問題，也扮演著一個重要的角色。安全多方量子求和協議可以使互不信任的參與者在提供各自輸入的前提下共同計算一個結果，它在確保結果正確性的同時保證各自參與者輸入信息的隱私性。

目前關于安全多方量子求和方案都是根據不同的量子態設計的，這些量子態主要包括多自由度的單光子、Bell態、GHZ態、最大真六方糾纏態、多方高維度糾纏態等等。量子求和協議作為安全多方量子計算子問題，有著潛在的應用，如作為基本構件建立多方投票方案及量子隱私比較方案。因此，本發明從實用性的角度出發，設計在當前或不久的將來量子技術下可以實現的安全多方求和協議。

發明內容

針對現有技術存在的不足，本發明目的是提供一種基于量子隱形傳態的加密方法，以解決上述背景技術中提出的問題。

為了實現上述目的，本發明是通過如下的技術方案來實現：一種基于量子隱形傳態的加密方法，包括如下步驟：

S1：糾纏態分發；外部第三方P₀根據現有的糾纏分發方法為n個參與者P_i(i＝1,2,…,n)分發(n+1)(L+R)對隨機有序的Bell態，并產生L個隨機處于計算基態及對角基態的量子態；

S2：安全性檢測；P_i(i＝1,2,…,n)利用(n+1)R對Bell態檢測步驟S1的糾纏態是否如實地被分配給不同的參與者，并形成不同的Bell態閉合鏈條；

S3：隱私信息編碼；P₀及n個參與者移除用于檢測的Bell態后，各參與者利用酉變換對各自的隱私信息進行編碼；

S4：Bell態測量；P₀及n個參與者對自己擁有的量子態進行Bell態測量，并將測量結果公布給P₀；

S5：校正與計算；基于所有的測量結果及所有初始的Bell態，P₀通過將合適的校正酉操作作用在構成L條不同閉合鏈條的最后的量子態上，然后通過合適的測量比較S1產生的L個量子態與構成L條不同閉合鏈條的最后的量子態的異同，最終得到計算結果。

進一步地，在S1產生

其中每個Bell態都隨機地從集合{|B_xy|x,y∈{0,1}}中選取，使得這些Bell態在P₀和n個參與者之間形成(L+R)條鏈條。所有的Bell態的第一個分量(第二個分量)存儲在量子內存中，量子內存和屬于P_i(i＝1,2,…,n),量子內存和屬于P₀，P₀也產生L個有序的量子態其中隨機地取自集合{|0,|1,|+,|-}，這些量子態都保存P₀的量子內存中，只有P₀知道所有的這些初始量子態。

進一步地，在S2中，安全性檢測包括如下步驟：