[發明專利]一種匿名的量子密封拍賣方法

在審

• 申請號: 202110930601.2
• 申請日: 2021-08-13
• 公開（公告）號: CN113538120A
• 公開（公告）日: 2021-10-22
• 發明（設計）人: 石潤華;李恩;高偉;吳明霞
• 申請（專利權）人: 華北電力大學
• 主分類號: G06Q30/08
• 分類號: G06Q30/08;H04L9/08
• 代理公司: 安徽省合肥新安專利代理有限責任公司 34101
• 代理人: 陸麗莉;何梅生

1.一種匿名的量子密封拍賣方法，其特征是應用于由一個經典拍賣商A₁、一個量子拍賣商A₂、n個投標者構成的經典和量子混合網絡中，記任意第i個投標者為B_i，i＝1,2,…,n；所述量子密封拍賣方法是按如下步驟進行：

步驟1.根據中國剩余定理，所述經典拍賣商A₁生成并分發系統參數，所述量子拍賣商A₂向所述n個投標者共享隨機秘密；

步驟1.1、所述經典拍賣商A₁生成n個兩兩互質的整數{m₁,m₂,...,m_i,...,m_n}，其中，m_i表示第i個整數；利用式(1)計算n個兩兩互質整數的乘積M、除所述第i個整數m_i以外的n-1個整數的乘積M_i：

根據式(1)，設為所述乘積M_i與第i個整數m_i的模的數論倒數，且M_it_i≡1(modm_i)；

步驟1.2、利用QKD或者面對面方式為所述經典拍賣商A₁和所述第i個投標者B_i分配共享密鑰為所述經典拍賣商A₁和所述量子拍賣商A₂分配共享密鑰

所述經典拍賣商A₁針對所述第i個投標者B_i分發和其中，和表示所述密鑰的一次一密加密法和消息認證碼；再將所述n個兩兩互質的整數{m₁,m₂,...,m_i,...,m_n}隨機打亂順序并用所述密鑰加密，得到密文后與所述消息認證碼一起發送給所述量子拍賣商A₂；

步驟1.3、所述經典拍賣商A₁生成強抗碰撞散列函數h(·)并與所述n個兩兩互質整數的乘積M一起公布在電子公告板上；

步驟1.4、所述量子拍賣商A₂在所述n個投標者中通過量子秘密共享協議分享一個隨機秘密k＝(k₁+k₁+...+k_n)mod M，使得所述第i個投標者B_i獲得對應的子秘密k_i；

步驟2、所述第i個投標者B_i生成自身的隨機數r_i，用于計算自身報價x_i的承諾并將所述承諾c_i通過經典信道發送給所述經典拍賣商A₁；

步驟3、所述量子拍賣商A₂采用量子安全多方求和方法計算各個投標者的報價秘密值之和

步驟4、根據所述第i個整數m_i以及所述報價秘密值之和X，所述量子拍賣商A₂利用中國剩余定理計算所有投標者的報價，并從所述n個投標者中選擇候選獲勝價x_k；

步驟5、所述候選獲勝價x_k所對應的候選獲勝者B_k接受所有方的驗證；

步驟5.1、所述量子拍賣商A₂公布所述候選獲勝價x_k和對應的整數m_k；

步驟5.2、如果其他投標者B_j驗證到自身的報價x_j比所述候選獲勝價x_k大，則相應投標者對目前候選獲勝價x_k廣播一個不正確抱怨信息并要求所述經典拍賣商A₁驗證；

步驟5.3、所述經典拍賣商A₁驗證所述投標者B_j的所述報價x_j的真實性，若驗證為真實，則表示所述候選獲勝價x_k不真實，終止拍賣過程，否則，執行步驟5.4；

步驟5.4、所述候選獲勝者B_k根據公共信息(x_k,m_k)宣布自身是獲勝者，并公布隨機數r_k，所述經典拍賣商A₁根據所述隨機數r_k打開所述獲勝者B_k的承諾c_k，并驗證所述承諾c_k的真實性，若驗證成功，則認定所述候選獲勝者B_k為拍賣獲勝者，結束拍賣；否則，則表示最終驗證失敗，結束拍賣。

2.根據權利要求1所述的一種匿名的量子密封拍賣方法，其特征在于，所述步驟3中是按如下步驟計算全部投標者的報價秘密值之和X：

步驟a)、初始化i＝1；

所述量子拍賣商A₂在M維希爾伯特空間中產生一個含有2m個量子比特的糾纏態并將所述糾纏態中的m個量子比特放置在寄存器h中，與所述寄存器h中的量子比特糾纏的m個量子比特放置在寄存器t中；再將所述寄存器t通過量子信道發送給所述第i個投標者B_i；

步驟b)、所述第i個投標者B_i計算報價秘密值從而對所述寄存器t執行一個相位變換U(b_i)后發送給第i+1個投標者B_i+1；

步驟c)、將i+1個賦值給i后，判斷i＝n是否成立，若成立，則第n個投標者B_n對所述寄存器t執行相位變換U(b_n)后發送給所述量子拍賣商A₂，否則，返回步驟b執行；

步驟d)、所述量子拍賣商A₂以所述寄存器h里m個量子比特為控制比特，以所述寄存器t里的m個量子比特為目標比特，對所述控制比特和目標比特進行m個CNOT門操作后解除所述寄存器h里m個量子比特和所述寄存器t里的m個量子比特的糾纏，并用計算基測量所述寄存器t里的m個量子比特，以進行誠實驗證；當驗證通過時，則執行步驟e；否則，終止拍賣過程；

步驟e)、所述量子拍賣商A₂對所述寄存器h執行相位變換U(-k)后，并對所述寄存器h執行量子傅里葉逆變換并測量，得到秘密值之和X。