[發明專利]一種防簽名者竊聽的量子盲簽名方法

有效

• 申請號: 201910687047.2
• 申請日: 2019-07-29
• 公開（公告）號: CN110401525B
• 公開（公告）日: 2022-11-29
• 發明（設計）人: 孫添資;劉世民;肖海龍;馮寶;朱繼陽;杜娜;杜大鯤;崔鳴石;張勇生;李國強;張影;卞宇翔;賈瑋;胡倩倩;樊強
• 申請（專利權）人: 國網內蒙古東部電力有限公司信息通信分公司;南京南瑞國盾量子技術有限公司;南京南瑞信息通信科技有限公司;南瑞集團有限公司;國家電網有限公司
• 主分類號: H04L9/06
• 分類號: H04L9/06;H04L9/08;H04L9/32
• 代理公司: 南京縱橫知識產權代理有限公司 32224
• 代理人: 朱遠楓

1.一種防簽名者竊聽的量子盲簽名方法，其特征在于，包括：

步驟一：Bob將原消息m編碼為一個疊加態|ψ；

步驟二：Bob通過哈希函數計算得到哈希值Hash(m)；Bob從集合{|0,|1,|+,|-}中隨機選擇t個誘騙量子比特，按照預先確定的誘騙量子比特插入位置將這t個誘騙量子比特插入到疊加態|ψ中，得到新的量子態|ψ′；Bob將|ψ′發送給Alice；

步驟三：Alice對|ψ′中的每一個基態|m_i都進行簽名操作得到每個基態|m_i對應的簽名|sign(m_i)，得到簽名后的量子態|ψ″，Alice將|ψ″返回給Bob；

步驟四：Bob利用測量基對|ψ″中的誘騙量子比特進行測量，如果每一個誘騙量子比特的測量結果與初始態相同，則說明Alice是誠實的；否則，Alice不誠實，Bob拒絕此次簽名；

新的量子態|ψ′的表達式為：

其中表示原消息m的按位取反，|d_i表示插入的第i個誘騙量子比特，下標p_i表示插入的第i個誘騙量子比特的位置。

2.根據權利要求1所述的一種防簽名者竊聽的量子盲簽名方法，其特征在于，

Bob將原消息m編碼為一個疊加態|ψ的表達式如下：

3.根據權利要求1所述的一種防簽名者竊聽的量子盲簽名方法，其特征在于，哈希值Hash(m)的比特長度為l，將生成的l比特哈希值等分成t個比特塊，每一比特塊在十進制下的值則為誘騙量子比特的插入位置。

4.根據權利要求1所述的一種防簽名者竊聽的量子盲簽名方法，其特征在于，Alice將|ψ′中的每一個基態都進行簽名，得到簽名后的態量子比特|ψ″，表達式為：其中,|m_i表示|ψ′中的第i個基態，|sign(m_i)是|m_i對應的簽名，i∈{1,2,…,n}。

5.根據權利要求1-4任意一項權利要求所述的一種防簽名者竊聽的量子盲簽名方法，其特征在于，Bob通過哈希函數Hash(·)計算得到哈希值Hash(m)，Hash(·)是由Bob與Charlie事先約定好長度為l的哈希函數；在步驟四之后還包括：

步驟五：Bob利用{|0,|1}測量基對所有收到的量子態|ψ″進行Z基測量，得到包含誘騙信息的消息m′和對應的簽名sign(m′)，發布(m′,sign(m′),positions of min m′,±)，其中m′為包含誘騙信息的消息、sign(m′)為|ψ″中對應|ψ′中的每個基態對應簽名、positions of min m′表示消息m在消息m′中的位置；+表示在消息m′中的消息m不用按位取反，-表示要按位取反；

步驟六：Charlie對Bob公布的(m′,sign(m′),positions of min m′,±)進行驗證，方法為：Charlie根據消息m在m′中的位置(positions of min m′)和“±”，得到消息m″，利用哈希函數Hash(·)計算哈希值Hash(m″)，推出消息m″在m′中的位置并將其與positions ofmin m′進行比對，如果相同，則說明Bob沒有篡改消息；否則，Bob篡改了消息；

如果驗證失敗，則說明Bob篡改了消息m，Charlie放棄此次通信；否則，執行下一步；

步驟七：Charlie在Alice的輔助下對m′進行簽名驗證，判斷出簽名是否有效。

6.根據權利要求5所述的一種防簽名者竊聽的量子盲簽名方法，其特征在于，Charlie在Alice的輔助下對m′進行簽名驗證的方法為：Charlie將包含誘騙信息的消息m′發送給Alice，得到Alice返回的m′的簽名sign(m′)′，如果sign(m′)′＝sign(m′)，則說明簽名有效；否則，簽名無效。