[發明專利]一種抗聯合噪聲的半量子的多用戶隱私查詢方法

有效

• 申請號: 202010103248.6
• 申請日: 2020-02-19
• 公開（公告）號: CN111291413B
• 公開（公告）日: 2023-04-07
• 發明（設計）人: 肖敏;楊豪
• 申請（專利權）人: 重慶郵電大學
• 主分類號: G06F21/62
• 分類號: G06F21/62;G06F16/27;G06N10/60
• 代理公司: 重慶輝騰律師事務所 50215
• 代理人: 王海軍

1.一種抗聯合噪聲的半量子的多用戶隱私查詢方法，其特征在于，所述方法包括：

S1：量子中心制備抗聯合噪聲的初始邏輯GHZ態，并分別發送給數據庫持有者、多用戶和可信節點；所述聯合噪聲包括聯合退相位噪聲和聯合旋轉噪聲；

S2：數據庫持有者、多用戶和可信節點將收到的粒子重排并返還給量子中心；

S3：量子中心從接收到的初始邏輯GHZ態中按照其對應的規則提取初始GHZ態；

S4：數據庫持有者、多用戶和可信節點執行安全檢測，若安全檢測通過，則進行步驟S5，否則返回步驟S1；

S5：量子中心按照數據庫持有者的要求，將初始密鑰編碼到初始GHZ態上；

S6：量子中心按照數據庫持有者的要求，對量子態進行貝爾測量，并返回測量結果；當多用戶與可信節點的預共享密鑰的值為1時，多用戶和可信節點分別要求量子中心對相應粒子執行測量，并返回結果；

S7：數據庫持有者公布所有粒子的測量結果，多用戶和可信節點公布篩選后的粒子的測量結果，多用戶根據公布的測量結果推斷出編碼信息，獲得初始密鑰；

S8：數據庫持有者和多用戶對初始密鑰進行處理后得到加密密鑰和解密密鑰，數據庫持有者加密整個數據庫并發送給多個用戶，多個用戶對加密數據進行解密，完成數據查詢。

2.根據權利要求1所述的一種抗聯合噪聲的半量子的多用戶隱私查詢方法，其特征在于，所述量子中心制備初始邏輯量子態之前還包括：

S11：數據庫持有者、多用戶和可信節點確定錯誤率t；

S12：數據庫持有者和多用戶確定安全參數λ和編碼規則；

S13：數據庫持有者隨機生成λN比特的字符串作為初始密鑰；

S14：多用戶和可信節點之間預先共享一組λN比特的字符串作為預共享密鑰。

3.根據權利要求2所述的一種抗聯合噪聲的半量子的多用戶隱私查詢方法，其特征在于，步驟S1中量子中心制備初始邏輯GHZ態，并分別發送給數據庫持有者、多用戶和可信節點，包括量子中心制備4λN個初始邏輯GHZ態，提取出每個初始邏輯GHZ態中的粒子對，分別發送給數據庫持有者、多用戶、和可信節點；在傳輸過程中，丟失的粒子被忽略并且重新傳輸，直到數據庫持有者、多用戶和可信節點宣布接收到所有的粒子。

4.根據權利要求2所述的一種抗聯合噪聲的半量子的多用戶隱私查詢方法，其特征在于，所述步驟S2包括數據庫持有者、多用戶和可信節點在收到粒子后，各自記錄其對應的原始位置，使用量子延遲線圈將各自持有的粒子隨機地重排；并分別將重排后的粒子發送給量子中心，量子中心使用量子寄存器按照接收順序存儲數據庫持有者、多用戶和可信節點發送的所有粒子。

5.根據權利要求2所述的一種抗聯合噪聲的半量子的多用戶隱私查詢方法，其特征在于，所述步驟S3包括量子中心在確認接收到數據庫持有者、多用戶和可信節點反饋回來的所有的粒子對后，分別在粒子對上執行相應的酉操作，包括對于抗聯合退相位噪聲的初始邏輯GHZ態，執行一個CNOT門，提取出初始GHZ態，對于抗聯合旋轉噪聲的初始邏輯GHZ態，先執行一個CNOT門，再執行一個受控Z門，提取出初始GHZ態。

6.根據權利要求2所述的一種抗聯合噪聲的半量子的多用戶隱私查詢方法，其特征在于，所述步驟S4中的安全檢測包括數據庫持有者、多用戶和可信節點分別隨機生成一個長度為4λN的二元字符串并公布它，根據其他參與者公布的結果，按位異或得到一個新的長度為4λN字符串；當字符串中對應位置的值為1時，把量子中心持有的4λN粒子的原始位置上的粒子作為檢測粒子，對于每個檢測粒子，數據庫持有者、多用戶和可信節點隨機選擇X或Y基要求量子中心進行測量，并返回測量結果；數據庫持有者、多用戶和可信節點公布每個檢測粒子的測量基，并計算每個位置上測量基Y基的數量，如果Y基的數量為偶數，則宣布相應位置上的測量結果；如果不存在竊聽，那么數據庫持有者、n個用戶和可信節點這n+2個參與者之間有唯一確定的測量結果；通過比較其他參與者的測量結果，每個參與者計算錯誤率其中r代表驗證正確的粒子的數量；如果錯誤率低于預先設定的閾值t，那么方案繼續進行，則進入步驟S5，如果錯誤率高于預先設定的閾值t，那么方案重新開始，返回步驟S1。