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专利号: 2016100250909
申请人: 成都信息工程大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 电通信技术
更新日期:2024-01-05
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种基于五粒子簇态的隐私比较方法,其特征在于,所述基于五粒子簇态的隐私比较方法包括:

方法描述为:

|Ψ5>=1/2(|00000>+|00111>+|11010>+|11101>)12345  (1)|Ф5>=1/2(|+++++>+|++--->+|--+-+>+|---+->)12345  (2)公式(1)和(2)中给出了五粒子簇态和类五粒子簇态的状态,把这两种状态中,五个粒子1,2,3,5,4的状态表示如下:具体包括:

步骤一、半可信第三方TP随机选择|Ψ5>态或|Ф5>态制备一个有序的五粒子簇态序列;

步骤二、TP制备探测光子随机处于态|0>,|1>,|+>,|->;

步骤三、TP公布最初制备的簇态序列中的每个簇态是|Ψ5>态还是|Ф5>态;|Ψ5>是一种Z基下的五粒子团簇态;|Ф5>是一种X基下的五粒子团簇态;

步骤四、假设Alice,Bob,Charlie和Dick的秘密隐私信息分别为XA,XB,XC和XD,Alice,Bob,Charlie和Dick分别计算XA*=XA⊕KA,XB*=XB⊕KB,XC*=XC⊕KC和XD*=XD⊕KD;Alice的测量结果的二进制序列表示为KA;Bob的测量结果的二进制序列表示为KB;Charlie的测量结果的二进制序列表示为KC;Dick的测量结果的二进制序列表示为KD;

步骤五、Alice根据规则:“0”对应|0>态或|+>态,“1”对应|1>态或|->态,将XA*转换为粒子序列SA*;

步骤六、Bob和Dick分别公布CAB(CAB=XB*⊕XA*)和CCD(CCD=XD*⊕XC*);

步骤七、TP比较隐私是否相等,同时比较XA和XB,以及XC和XD是否相等;

在步骤二中,TP制备一些探测光子随机处于态|0>,|1>,|+>,|->;TP将这些探测光子分别混入粒子1序列、粒子2序列、粒子3序列和粒子5序列;然后TP将含有探测粒子的粒子1序列、粒子2序列、粒子3序列和粒子5序列分别发送给Alice,Bob,Charlie和Dick;TP自己保留粒子4序列;当确认Alice,Bob,Charlie和Dick已经分别收到粒子序列后,TP公布探测光子的位置和基信息;Alice,Bob,Charlie和Dick根据这些信息抽取出探测光子并正确测量,如果量子比特误码率低于某个门限值,他们就继续执行协议,否则终止协议。

2.如权利要求1所述的基于五粒子簇态的隐私比较方法,其特征在于,在步骤一中,TP根据他制备的态是|Ψ5>或|Ф5>态,选择用Z基{|0>,|1>}或X基{|+>,|->}测量所有粒子4构成的序列;TP就会得到一个二进制序列K,规则是:0表示|0>态或|+>态,1表示|1>态或|->态;然后,通过将K循环左移1位、2位、3位,TP分别得到K1、K2、K3;根据K,K3,K2和K1TP分别对粒子1序列、粒子2序列、粒子3序列和粒子5序列进行I或U操作;其中:I=|0><0|+|1><1|=|+><+|+|-><-|,U=iσy=|0><1|–|1><0|=|+><-|–|-><+|,  (3),规则是:如果K(K3,K2,K1)的第i位为0,TP就对粒子1序列、粒子2序列,粒子3序列或粒子

5序列的第i个粒子进行I操作,否则进行U操作。

3.如权利要求1所述的基于五粒子簇态的隐私比较方法,其特征在于,步骤三:TP公布他最初制备的簇态序列中的每个簇态是|Ψ5>态还是|Ф5>态;如果他最初制备的是|Ψ5>,那么Alice,Bob,Charlie和Dick就用Z基测量他们各自的粒子,否则用X基测量;测量之后Alice,Bob,Charlie和Dick将会分别得到二进制的密钥KA,KB,KC和KD,规则是:0表示|0>态或|+>态;1表示|1>态或|->态;KA,KB,KC和KD是真正的随机数;TP无法通过粒子4序列的测量结果推导出KA,KB,KC和KD;Alice,Bob,Charlie和Dick也无法根据他们各自的密钥推导出别人的密钥;然而,如果TP在将粒子1序列、粒子2序列、粒子3序列和粒子5序列分别发送给Alice,Bob,Charlie和Dick之前就对这些序列进行测量的话,那么TP将在Alice,Bob,Charlie和Dick得到KA,KB,KC和KD之前就先获取到KA,KB,KC和KD;并且TP的行为不会被任何一个参与者发现。

4.如权利要求1所述的基于五粒子簇态的隐私比较方法,其特征在于,在步骤五中,* *

Alice根据规则:“0”对应|0>态或|+>态,“1”对应|1>态或|->态,将XA 转换为粒子序列SA ;

Alice制备一些探测光子随机处于态|0>,|1>,|+>,|->,并把这些探测光子随机混入SA*中,从而得到新的序列SA*’;Ali ce把SA*’发送给Bob;

(1)当Bob收到SA*’之后,Alice公布探测光子的基和位置信息;Bob抽取出探测光子并正确测量,如果量子比特误码率低于某个门限值,他们就继续执行协议,否则终止协议;类似于Alice和Bob,Charlie形成新的序列SC*’发送给Dick;

(2)Alice公布SA*的基信息,Bob测量SA*并获得XA*;Bob计算XB*⊕XA*=CAB;Charlie公布SC*的基信息,Dick测量SC*并获得XC*;Dick计算XD*⊕XC*=CCD;

需要注意的是:在这里Bob不能通过KB推出KA,因此,Bob不能通过XA*推出XA;从而,即使Charlie,Bob和Dick相互合谋,他们也无法得到XA;在这里Dick不能通过KD推出KC,因此,Dick不能通过XC*推出XC;从而,即使Alice,Bob和Dick相互合谋,他们也无法得到XC。

5.如权利要求1所述的基于五粒子簇态的隐私比较方法,其特征在于,在步骤七中,TP比较隐私是否相等,TP同时比较XA和XB,以及XC和XD是否相等,或只比较其中的一对;过程如下:情况1:TP不知道KA,KB,KC和KD;在这种情况下,

这里,r1表示在原始|Ψ5>态或|Ф5>态中粒子1和粒子2的测量结果;由于TP知道K3和K,TP就可以得到XB⊕XA=CAB⊕K3⊕K;如果XB⊕XA=0,TP就可以判断XB=XA;

r2表示在原始|Ψ5>态或|Ф5>态中粒子3和粒子5的测量结果;由于TP知道K2和K1,TP就可以得到XC⊕XD=CCD⊕K2⊕K1;如果XC⊕XD=0,TP就可以判断XC=XD;

情况2:TP知道KA,KB,KC和KD;如果TP在将粒子1序列、粒子2序列、粒子3序列和粒子5序列分别发送给Alice,Bob,Charlie和Dick之前就对这些序列进行测量的话,那么TP将在Alice,Bob,Charlie和Dick得到KA,KB,KC和KD之前就先获取到KA,KB,KC和KD;在这种情况下,TP可以计算XB⊕XA和XC⊕XD,但是TP无法得知XA,XB,XC and XD,因此,TP无法得到各用户的秘密信息。