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专利号: 2021110773769
申请人: 湖南师范大学
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:

1.一种基于量子行走的身份认证方法,其特征在于,包括:参与身份认证的第一参与方和第二参与方通过量子密钥分发协议获取共享密钥,所述共享密钥长度为n,其中,n为正整数;

所述第一参与方和所述第二参与方基于所述共享密钥分别制备长度均为n的第一单光子序列和第二单光子序列,参与身份认证的第三方认证机构随机制备一组长度为n的单光子序列,作为第三单光子序列;

基于两硬币两点完全图构建量子行走系统,所述第三单光子序列中的单光子作为所述量子行走系统中的位置态,所述第一单光子序列中的单光子作为所述量子行走系统中的第一硬币,所述第二单光子序列中的单光子作为所述量子行走系统中的第二硬币,所述第三方认证机构将所述第三单光子序列中的每一个单光子与和其相对应的所述第一单光子序列中的单光子和所述第二单光子序列中的单光子顺次进行两步量子行走操作;

所述第三方认证机构通过选取匹配的测量基对经过两步量子行走的所述第三单光子序列进行测量,得到测量结果;

响应于确定所述测量结果与所述第三单光子序列的初始状态相同,则所述第一参与方和所述第二参与方的身份认证通过,若不同,则身份认证未通过。

2.根据权利要求1所述的身份认证方法,其特征在于,所述第一参与方和所述第二参与方基于所述共享密钥分别制备长度均为n的第一单光子序列和第二单光子序列,包括:所述共享密钥表示为 ,

所述第一单光子序列表示为 ,

所述第二单光子序列表示为 ,

其中, 与 和 的对应关系为 1,2,…,n。

3.根据权利要求2所述的身份认证方法,其特征在于,所述第三方认证机构将所述第三单光子序列中的每一个单光子顺次与和其相对应的所述第一单光子序列中的单光子和所述第二单光子序列中的单光子进行两步量子行走操作,包括:第三单光子序列表示为 ,所述第三方认证机构从所述 中选取其中一个单光子 ,将其与 中的单光子 和 中的单光子 顺次进行两步量子行走操作,具体表示为其中, 为第一步量子行走的算符, 为第二步量子行走的算符, 为量子行走第一步时的受控移位算子, 为量子行走第二步时的受控移位算子,C为硬币操作符。

4.根据权利要求1所述的身份认证方法,其特征在于,所述第三方认证机构通过选取匹配的测量基对经过两步量子行走的所述第三单光子序列进行测量,得到测量结果,包括:所述第三方认证机构选取Z测量基对经过两步量子行走的所述第三单光子序列进行测量。

5.根据权利要求1所述的身份认证方法,其特征在于,所述响应于确定所述测量结果与所述第三单光子序列的初始状态相同,则所述第一参与方和所述第二参与方的身份认证通过,若不同,则身份认证未通过,包括:响应于确定所述测量结果中的每一个数值均与所述第三单光子序列中对应单光子的初始状态相同,则所述第一参与方和所述第二参与方的身份认证通过,若所述测量结果中任意一个数值与所述第三单光子序列中对应的单光子不同,则身份验证未通过。

6.一种基于量子行走的身份认证方法装置,其特征在于,包括:密钥获取模块,被配置为参与身份认证的第一参与方和第二参与方通过量子密钥分发协议获取共享密钥,所述共享密钥长度为n,其中,n为正整数;

粒子制备模块,被配置为所述第一参与方和所述第二参与方基于所述共享密钥分别制备长度均为n的第一单光子序列和第二单光子序列,参与身份认证的第三方认证机构随机制备一组长度为n的单光子序列,作为第三单光子序列;

量子行走模块,被配置为基于两硬币两点完全图构建量子行走系统,所述第三单光子序列中的单光子作为所述量子行走系统中的位置态,所述第一单光子序列中的单光子作为所述量子行走系统中的第一硬币,所述第二单光子序列中的单光子作为所述量子行走系统中的第二硬币,所述第三方认证机构将所述第三单光子序列中的每一个单光子与和其相对应的所述第一单光子序列中的单光子和所述第二单光子序列中的单光子顺次进行两步量子行走操作;

结果测量模块,被配置为所述第三方认证机构通过选取匹配的测量基对经过两步量子行走的所述第三单光子序列进行测量,得到测量结果;

身份认证模块,被配置为响应于确定所述测量结果与所述第三单光子序列的初始状态相同,则所述第一参与方和所述第二参与方的身份认证通过,若不同,则身份认证未通过。

7.根据权利要求6所述的装置,其特征在于,所述粒子制备模块,具体被配置为,所述第一参与方和所述第二参与方基于所述共享密钥分别制备长度均为n的第一单光子序列和第二单光子序列,包括:

所述共享密钥表示为 ,

所述第一单光子序列表示为 ,

所述第二单光子序列表示为 ,

其中, 与 和 的对应关系为 1,2,…,n。

8.根据权利要求6所述的装置,其特征在于,所述量子行走模块,具体被配置为,所述第三方认证机构将所述第三单光子序列中的每一个单光子顺次与和其相对应的所述第一单光子序列中的单光子和所述第二单光子序列中的单光子进行两步量子行走操作,包括:第三单光子序列表示为 ,所述第三方认证机构从所述 中选取其中一个单光子 ,将其与 中的单光子 和 中的单光子 顺次进行两步量子行走操作,具体表示为

其中, 为第一步量子行走的算符, 为第二步量子行走的算符, 为量子行走第一步时的受控移位算子, 为量子行走第二步时的受控移位算子,C为硬币操作符。

9.一种电子设备,其特征在于,包括存储器、处理器及存储在所述存储器上并可由所述处理器执行的计算机程序,所述处理器在执行所述计算机程序时实现根据权利要求1至5中任意一项所述的方法。

10.一种非暂态计算机可读存储介质,其特征在于,所述非暂态计算机可读存储介质存储计算机指令,所述计算机指令用于使计算机执行根据权利要求1至5中任一项所述的方法。