申请/专利权人：广东水利电力职业技术学院(广东省水利电力技工学校)

申请日：2020-03-19

公开（公告）日：2023-06-23

公开（公告）号：CN111224780B

主分类号：H04L9/08

分类号：H04L9/08;H04L9/32;H04B10/70

优先权：

专利状态码：有效-授权

法律状态：2023.06.23#授权;2020.06.26#实质审查的生效;2020.06.02#公开

摘要：本发明公开了一种基于XOR加密的仲裁量子签名方法，包括签名者Alice、接收者Bob和仲裁者Trent，以及三方共享的三粒子GHZ态量子密钥，三粒子GHZ态是量子通信中常用的纠缠资源，签名方法如下：初始化阶段、签名阶段和验证阶段。签名者Alice、接收者Bob和仲裁者Trent共享三粒子GHZ态并各自对自己的粒子信息保密，借用传统的XOR加密和解密方法，通过共享GHZ态对量子消息进行加密和签名，通过引入诱骗光子态，改进常规仲裁量子签名协议的流程,实现了不可伪造性和不可否认性的要求，最后可以看到，该协议的加密不涉及复杂的加密方法或复杂的量子运算，因此比其他方法更实用。

主权项：1.一种基于XOR加密的仲裁量子签名方法，包括签名者Alice、接收者Bob和仲裁者Trent，以及三方共享的三粒子GHZ态量子密钥，其特征在于：所述三粒子GHZ态是量子通信中常用的纠缠资源，如表达式1：对所有的三个粒子执行幺正Hadamard操作,得到表达式2: 根据三粒子GHZ态量子密钥签名方法如下：A、初始化阶段I1Trent准备n+d组GHZ态,并对GHZ态三个粒子中每个粒子执行Hadamard操作,得到表达式3：并对于每个GHZ态粒子，Trent保留其中一个粒子，并将其余两个粒子分别分发给Alice和Bob；I2Trent随机使用n+d组GHZ态中的d组GHZ态来验证传输通道的安全性，方法如下：Trent对随机选取的d组GHZ态中自己保留有的粒子随机选择测量基，Z基{|0，|1}或者X基{|+，|-}，做单粒子基测量，并按照一定的记录规则记录测量结果，随后，Trent公布d组GHZ态的具体位置和具体的测量基信息Mi＝{M1,M2,M3...Md},Md∈{X,Z}；I3Alice和Bob根据Trent公布的信息对各自手中相应的粒子进行对应的单粒子基测量,并按照上面的记录规则记录并公布结果，根据Alice和Bob公布的信息，Trent根据表达式2计算量子传输误码率，如果误码率超过某一特定阈值，则认为存在窃听，量子通道不安全，此时，丢弃所有的纠缠粒子，协议终止，相反地，则认为通信信道是安全的，三方使用剩余的n组GHZ态来继续完成协议；B、签名阶段S1Alice准备签名的量子消息如表达式4：其中|ai|2+|bi|2＝1，并且Alice准备三份相同的量子消息同时随机生成一个n位的二进制参数r，然后加密|P到量子伪随机字符串|P'，如表达式5：|P'＝Er|P；S2Alice使用n组GHZ态的粒子序列A对三份|P'中的两份执行CNOT操作，如表达式6：S3Alice准备足够多诱骗光子态|D，|D随机处于{|0,|1,|+,|-}四个单粒子态之一，然后Alice将诱骗光子态|D插入|P'以及另外两组粒子序列中,以形成两组新的粒子序列{|P',|D}和然后将这两组粒子序列分别发送给Trent和Bob；C、验证阶段V1在Trent收到Alice发过来的粒子序列后,Alice告诉Trent诱骗光子态|D的详细信息，以便Trent测量并计算误码率完成窃听检测，如果误码率为零，或者误码率低于特定阈值，则认为不存在窃听行为，Trent去除诱骗光子态|D并宣布协议继续，否则，则终止协议；V2当Bob收到粒子序列时,他以步骤V1方式检测通信信道有无存在窃听行为，如果发现窃听行为,则终止协议；否则,Bob删除诱骗光子态|D，,然后利用他所持有的n组GHZ态中的粒子序列B对其中一个粒子序列执行CNOT操作，如表达式7：V3Bob重新准备如S3所示的诱骗光子态|D，然后随机插入到形成新的粒子序列然后，Bob将这个新的粒子序列发送到Trent，自己手中保留另一个粒子序列V4Trent收到Bob发过来的粒子序列后，执行窃听检测，如果未检测到窃听行为,Trent将移除诱骗光子态|D，并利用他手中n组GHZ态中的粒子序列T对粒子序列执行CNOT操作，如表达式8：并通过量子状态比较技术来验证，随后,Trent准备诱饵光子态|D，并随机插入形成新的粒子序列并将其发送给Bob；V5Bob收到粒子序列时，按照步骤V2的方法执行通道安全性检测，并判断是否继续协议并存储Alice的量子签名。

全文数据：

权利要求：

百度查询： 广东水利电力职业技术学院(广东省水利电力技工学校) 一种基于XOR加密的仲裁量子签名方法

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