一种基于bell基的两方量子信息对比方法技术

本发明专利技术提供了一种基于bell基的两方量子信息对比方法。本发明专利技术在对Alice和Bob的秘密信息进行对比时，首先使两者共享一个哈希函数，并分别计算各自秘密信息的哈希值；将各自秘密信息的哈希值进行分组；之后根据每一组中的哈希值，比对两方的秘密信息；若根据任一组中的哈希值比对两者的秘密信息不等，则认为两方的秘密信息不等；若根据所有组中的哈希值比对两者的秘密信息均相等，则认为两方的秘密信息相等。比对过程中通过插入诱骗态，可侦测到是否存在攻击者，使得比对过程安全可靠。而且，本发明专利技术是一种高效的量子秘密信息对比方法，其运算主要是光粒子的测量和旋转操作，使得计算的效率较高。

【技术实现步骤摘要】
一种基于bell基的两方量子信息对比方法
本专利技术涉及信息安全
，具体地说是一种基于bell基的两方量子信息对比方法。
技术介绍
安全多方计算是分布式密码学的理论基础，也是分布式计算研究的一个基本问题。自姚启智院士上世纪80年代提出安全多方计算的概念以来，该领域已经成为现代密码学的重要研究内容之一。随着量子算法的诞生，基于计算复杂性的经典密码的安全性受到了威胁。作为安全多方量子计算的重要分支之一的量子双方计算也引起了众多学者的关注。许多具有特殊用途的安全两方量子计算协议出现了。安全两方量子信息对比协议是一种具有特殊应用功能的方案。利用量子力学的理论设计一种方案，使得参与的双方在不公布秘密信息的前提下进行对比，对比结果选择公开或保密。常见的方案大多属于半诚实模型，即存在一个半诚实的第三方(ThirdParty，TP)协助协议完成。半诚实是指TP忠实地执行协议，并记录所有的中间计算结果，但他可能会尝试从记录中窃取信息。但是，现有的基于半诚实的第三方协议存在一些缺陷，首先在实际情况下，TP会通过各种攻击方式尝试窃听参与者的秘密。其次，TP的存在给协议的实现增加了困难，降低了效率。
技术实现思路
本专利技术的目的就是提供一种基于bell基的两方量子信息对比方法，该方法可在没有TP存在的情况下实现对双方的量子秘密信息进行对比，安全可靠且效率较高。本专利技术的目的是这样实现的：一种基于bell基的两方量子信息对比方法，包括如下步骤：a、Alice具有秘密信息x，Bob具有秘密信息y；Alice和Bob两者约定一个哈希函数H，并分别计算各自秘密信息的哈希值，得到和b、Alice和Bob将各自秘密信息的哈希值分为个组，前组中每组m个元素，最后一组中k个元素，m≤n，k≤m；c、根据第一组中的哈希值，比对Alice和Bob的秘密信息；根据第一组中的m个哈希值，比对Alice和Bob的秘密信息，具体包括如下步骤：c1、Alice(Bob)制备m个Bell态，每个Bell态为或Alice(Bob)记录其所制备的m个Bell态为SA(SB)；将SA(SB)中每个Bell态的首个粒子组成的序列记为将SA(SB)中每个Bell态的剩余粒子组成的序列记为c2、Alice(Bob)制备单光子态作为诱骗态插入到中形成新的序列并将新序列发送给Bob(Alice)；单光子态为或c3、当确认Bob(Alice)接收到序列后，Alice(Bob)告知对方诱骗态的位置和测量基；Bob(Alice)从序列中提取诱骗态并将测量结果发送至Alice(Bob)，Alice(Bob)比较测量结果和初始状态，并计算错误率；若错误率低于设定的门限值，则表明不存在攻击者，执行步骤c4；否则，表明存在攻击者，返回步骤c1重新开始；c4、Bob(Alice)将接收到的粒子序列中的诱骗态去除，得到序列并根据其第一组中的m个哈希值，对粒子序列中的m个粒子分别执行幺正变换；若则对相应的粒子执行Z变换，Z＝|1><0|+|0><1|；若则对相应的粒子执行I变换，I＝|0><0|+|1><1|；是Bob秘密信息哈希值第一组中的第i个哈希值，是Alice秘密信息哈希值第一组中的第i个哈希值，i＝1、2、……、m；执行完幺正变换后得到序列c5、Bob(Alice)制备单光子态作为诱骗态插入到序列中形成新的序列并将序列发送给Alice(Bob)；单光子态为或c6、当确认Alice(Bob)接收到序列后，Bob(Alice)告知对方诱骗态的位置和测量基；Alice(Bob)从序列中提取诱骗态并将测量结果发送至Bob(Alice)，Bob(Alice)比较测量结果和初始状态，并计算错误率；若错误率低于设定的门限值，则表明不存在攻击者，执行步骤c7；否则，则表明存在攻击者，返回步骤c1重新开始；c7、Alice(Bob)将接收到的粒子序列中的诱骗态去除，得到序列并根据其第一组中的m个哈希值，对序列中的m个粒子分别执行幺正变换；若则对相应的粒子执行Z变换，Z＝|1><0|+|0><1|；若则对相应的粒子执行I变换，I＝|0><0|+|1><1|；是Alice秘密信息哈希值第一组中的第i个哈希值，是Bob秘密信息哈希值第一组中的第i个哈希值，i＝1、2、……、m；执行完幺正变换后得到序列c8、Alice(Bob)根据序列和序列得到态SA′(SB′)；Alice(Bob)将态SA′(SB′)与态SA(SB)进行比较，若SA′＝SA(SB′＝SB)，则认为根据第一组中的哈希值比对结果相等，执行步骤d；否则则认为根据第一组中的哈希值比对结果不相等，执行步骤e；d、按照步骤c中方法，依序根据第二组、第三组、……、第组中的哈希值，分别比对Alice和Bob的秘密信息；若在根据任一组中哈希值比对结果不相等时，直接执行步骤e；若根据所有组中哈希值比对结果均相等时，则得出Alice和Bob两者的秘密信息相等的结果；e、得出Alice和Bob两者的秘密信息不相等的结果。本专利技术在对Alice的秘密信息x和Bob的秘密信息y进行对比时，首先使两者共享一个哈希函数H，并分别计算各自秘密信息的哈希值；将各自秘密信息的哈希值进行分组；之后根据每一组中的哈希值，比对Alice和Bob的秘密信息；若根据任一组中的哈希值比对两者的秘密信息不等，则认为Alice和Bob的秘密信息不等；若根据所有组中的哈希值比对两者的秘密信息均相等，则认为Alice和Bob的秘密信息相等。比对过程中通过插入诱骗态，可侦测到是否存在攻击者，使得比对过程安全可靠。而且，本专利技术是一种高效的量子秘密信息对比方法，其运算主要是光粒子的测量和旋转操作，使得计算的效率较高。本专利技术是一种基于量子物理原理设计的两方量子信息对比方法，其安全性能主要基于量子态的纠缠性，能抵御外部攻击和不诚实的内部攻击。另外，本专利技术只含有量子物理中常见的Bell态和单光子态，这些运算在实验上和商业应用中已经实现，所以该专利技术可在现有的量子设备上来运行。具体实施方式本专利技术所提供的基于bell基的两方量子信息对比方法，其具体实现方法如下：假设Alice拥有一个秘密信息x，Bob拥有一个秘密信息y。Alice和Bob两方按照如下步骤进行秘密信息的对比：第一步：Alice和Bob两方约定一个——映射的哈希函数H：{0,1}n→{0,1}n；Alice计算其秘密信息x的哈希值，得到Bob计算其秘密信息y的哈希值，得到第二步：Alice将其秘密信息x的哈希值H(x)分为个组，前组中每组m个元素，最后一组中k个元素，m≤n，k≤m；Alice秘密信息x的哈希值分组情况如下：Bob也将其秘密信息y的哈希值H(y)分为个组，前组中每组m个元素，最后一组中k个元素，m≤n，k≤m；Bob秘密信息y的哈希值分组情况如下：第三步：根据Alice和Bob第一组中的哈希值，比对Alice和Bob的秘密信息。本步骤具体如下：①、Alice(Bob)制备m个Bell态作为初始态，每个Bel本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于bell基的两方量子信息对比方法，其特征是，包括如下步骤：a、Alice具有秘密信息x，Bob具有秘密信息y；Alice和Bob两者约定一个哈希函数H，并分别计算各自秘密信息的哈希值，得到

【技术特征摘要】
1.一种基于bell基的两方量子信息对比方法，其特征是，包括如下步骤：a、Alice具有秘密信息x，Bob具有秘密信息y；Alice和Bob两者约定一个哈希函数H，并分别计算各自秘密信息的哈希值，得到和b、Alice和Bob将各自秘密信息的哈希值分为个组，前组中每组m个元素，最后一组中k个元素，m≤n，k≤m；c、根据第一组中的哈希值，比对Alice和Bob的秘密信息；根据第一组中的m个哈希值，比对Alice和Bob的秘密信息，具体包括如下步骤：c1、Alice(Bob)制备m个Bell态，每个Bell态为或Alice(Bob)记录其所制备的m个Bell态为SA(SB)；将SA(SB)中每个Bell态的首个粒子组成的序列记为将SA(SB)中每个Bell态的剩余粒子组成的序列记为c2、Alice(Bob)制备单光子态作为诱骗态插入到中形成新的序列并将新序列发送给Bob(Alice)；c3、当确认Bob(Alice)接收到序列后，Alice(Bob)告知对方诱骗态的位置和测量基；Bob(Alice)从序列中提取诱骗态并将测量结果发送至Alice(Bob)，Alice(Bob)比较测量结果和初始状态，并计算错误率；若错误率低于设定的门限值，则执行步骤c4；否则，执行步骤c1；c4、Bob(Alice)将接收到的粒子序列中的诱骗态去除，得到序列并根据其第一组中的m个哈希值，对粒子序列中的m个粒子分别执行幺正变换；若则对相应的粒子执行Z变换，Z＝|1><0|+|0><1|；若则对相应的粒子执行I变换，I＝|0><0|+|1><1|；是Bob秘密信息哈希值第一组中的第i个哈希值，是Alice秘密信息哈希值第一组中的第i个哈希值，i＝1、2、……、m；执行完幺正变换后得...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴万青，
申请(专利权)人：河北大学，
类型：发明
国别省市：河北,13