1.一种基于n级单粒子的环型多方量子隐私比较方法,在一个半忠诚第三方的帮助下实现n个参与者秘密相等性的比较;n个参与者利用量子底特移位操作编码自己的秘密;只执行一次本方法就能比较出n个参与者秘密的相等性;可以抵抗外部攻击和参与者攻击;每个参与者的秘密对于其他参与者以及第三方都是未知的;共包括以下四个步骤:S1)第三方P0和Pi事先通过安全的量子密钥分发方法共享一个长度为L的密钥序列Qi,其中 以及l=1,2,…,L,i=1,2,…,n;P0制备L个单粒子|k1>,|k2>,…,|kL>,这些粒子是从集合T1中随机选择并构成粒子序列H;与此同时,P0制备L个单粒子F|k1>,F|k2>,…,F|kL>,这些粒子是从集合T2中随机选择并构成粒子序列V;
这里,kl∈{0,1,…,n-1},l=1,2,…,L;然后,P0将粒子|kl>和F|kl>分别从序列H和序列V中挑选出来,构成粒子组(kl>,F|kl>),用 表示;在每组 中,粒子|kl>和F|kl>的位置是随机的,只有P0知道它们的位置;在这之后,P0制备2L个诱骗光子,每个诱骗光子都是从集合T1和T2中随机选择;P0将诱骗光子随机插入到 中,构成新的序列S0;最后,P0将序列S0发送给P1;
S2)对于i=1,2,…,n:
在Pi确认收到来自Pi-1发送过来的粒子后,Pi和Pi-1对传输的序列Si-1进行安全检测;首先Pi-1宣布来自集合T2中诱骗光子的位置和制备基;根据公布的信息,Pi用T2基去测量相应位置上的粒子并将测量结果告诉Pi-1;通过比较诱骗光子的测量结果和相应粒子的初始制备态,Pi-1可以计算错误率;如果错误率超过阈值,通信将会被终止并重新从步骤S1开始,否则,Pi-1告诉Pi来自集合T1中诱骗光子的位置和制备基;然后,Pi用T1基去测量相应位置上的粒子并将测量结果告诉Pi-1;通过比较诱骗光子的测量结果和相应粒子的初始制备态,Pi-1可以计算错误率;如果错误率超过阈值,通信将会被终止并重新从步骤S1开始,否则,通信继续进行;
将序列Si-1中的诱骗光子移除之后,为了编码Pi的二进制秘密 Pi对粒子组 中两个粒子 和F|kl>施加量子底特移位操作来编码自己的秘密;只有Pi和P0知道 的真实值,其他任何人都
不知道;这里, l=1,2,…,L;经过移位操作之后,粒子
的状态将会被转变成为
而根据定理1,粒子F|kl>的状态将不会被改变,
其中定理1是指量子底特移位操作Um作用在粒子F|k>上将不会改变其状态,k∈{0,1,…,n-
1};序列 在经过Pi的编码操作之后变为 然后,Pi制备2L
个诱骗光子,每一个诱骗光子都是从集合T1和T2中随机选择;Pi将这些诱骗光子随机插入到中构成新的序列Si;最后,Pi将序列Si发送给Pi+1;Pn将序列Sn发送给P0;
S3)在P0确认收到来自Pn发送过来的粒子后,Pn和P0对传输序列Sn进行安全检测;首先,Pn宣布来自集合T2的诱骗光子所对应的位置和制备基;根据公布的信息,P0用T2基去测量相应位置上的粒子并将测量结果发送给Pn;通过比较诱骗光子的测量结果和相应粒子的初始制备态,Pn可以计算错误率;如果错误率超过阈值,通信将会被终止并重新从步骤S1开始,否则,Pn告诉P0来自集合T1中诱骗光子的位置和制备基;然后,P0用T1基去测量相应位置上的粒子并将测量结果发送给Pn;通过比较诱骗光子的测量结果和相应粒子的初始制备态,Pn可以计算错误率;如果错误率超过阈值,通信将会被终止并重新从步骤S1开始,否则,通信继续进行;
P0将序列Sn中的诱骗光子移除;P0知道剩余粒子所对应的测量基,因为Pi并没有改变P0所制备的初始粒子的顺序,只是对粒子进行量子底特移位操作来编码自己的秘密而已,其中i=1,2,…,n;P0用T2基对来自集合T2的粒子进行测量,并将测量结果与相应的初始制备状态进行比较;如果错误率超过阈值,通信将会被终止并重新从步骤S1开始,否则,通信将进行下一步;
S4)P0用T1基去测量粒子 并得到测量值
P0知道 的值,这里,l=1,2,…,L;
然后,P0计算 和
对于l=1,2,…,L,如果Dl=0都成立,P0可以得出P1,P2,…,Pn的秘密相等,否则,将得出P1,P2,…,Pn的秘密不相等;最后,P0通过经典信道向P1,P2,…,Pn公布比较结果。