一种基于量子技术的加密算法制造技术

本发明专利技术涉及量子加密技术领域，具体为一种基于量子技术的加密算法，包括以下步骤：步骤一：设定三组基矢量，步骤二：产生二进制量子序列和测量基矢量，利用三个变量组合别表示测量基矢量所对应的六个偏振态；步骤三：将信息M加密，转化二进制量子序列并重新编码；步骤四：检测测量基序列首段是否为随机数；步骤五：当Eve不存在时，将数据解密；步骤六：当Eve存在时，重新选择别的量子信道。有益效果为：本发明专利技术通过光子偏振与水平面呈α的倾斜基重新编码进二进制量子序列首段，使得Bob可以快速检测信心是否被窃听，降低数据处理量，并通过加密算法将对应信息进行加密，增加了窃听难度，提高了加密传输的安全性。

An Encryption Algorithms Based on Quantum Technology

【技术实现步骤摘要】
一种基于量子技术的加密算法
本专利技术涉及量子加密
，具体为一种基于量子技术的加密算法。
技术介绍
量子密钥分配协议将密钥信息编码在量子态中，建立共享密钥，利用海森堡不确定性原理和量子不可克隆原理保证通信安全性。量子密钥分配协议中BB84协议是最早也是唯一被商业化实现的量子密钥分发协议，该协议采用采用非正交的两对基矢，分别为光子偏振的水平垂直基“+”和对角基“x”。水平垂直基“+”中，水平偏振(0°)记作|→>，垂直偏振(90°)记作|↑>；对角斜基“x”中45°偏振记作|↗>，135°偏振记作|↘>。用0和1对两组基编码。测量基有{x，+}两种，对于对角偏振光子用“x”可得确定测量结果，对水平偏振光子用“+”基的测量结果是确定的。现有技术中，Alice为了传输信息，按BB84方案制备好量子态，并与Bob约定对应的编码信息，采用量子信道来传输量子给Bob。由于Eve窃听的目的是获得信息而不是密钥，因此Eve必须保证不能被Bob发现，然而Eve为了获得光子偏振信息而作了测量，就不可能再完全克隆出原截获的光子，所以Eve介入必然会额外的较大错误率。但在BB84方案中，Bob需要整体对比Alice和Bob双方的测量基，过程繁琐，效率低。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种基于量子技术的加密算法，以解决上述
技术介绍
中提出的问题。为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：一种基于量子技术的加密算法，包括以下步骤：步骤一：设定三组基矢量，一组为光子偏振与水平面呈α(15°≤α≤75°，且α≠45°)的倾斜基，二组为光子偏振的水平垂直基，三组为光子偏正与水平面呈45°的对角斜基；步骤二：Alice随机产生一个二进制量子序列，再产生一个由{0，1，2}随机组合而成的序列作为测量基矢量，产生与三组基矢量对应的偏振态序列，利用三个变量p1，p2，p3组合而成的六个序列分别表示测量基矢量所对应的六个偏振态，其中：0对应偏振态001，010；1对应偏振态011，100；2对应偏振态101，110；步骤三：Alice将信息M先以加密算法进行加密，然后转化成二进制量子序列，再将倾斜基对应的偏振态插入二进制量子序列首段，最后将二进制量子序列重整成编码，并以光子形式发送给Bob；步骤四：Bob接收到光子，并产生一个由{0，1，2}组合而成的随机序列作为测量基，检测测量基序列首段是否为随机数，若测量基序列首段为随机数，则说明有Eve存在；若测量基序列首段为正常二进制编码，则说明无Eve存在；步骤五：当Eve不存在时，Bob检测测量基序列首段，查找所与测量基序列首段所对应的加密算法，将Alice和Bob产生的测量基序列按位比较，剔除双方不一致的数据，将保留下来的数据进行加密算法解密，最终得到信息M；步骤六：当Eve存在时，说明信息被窃听，则将丢弃这次分发的测量基序列，重新选择别的量子信道进行密钥分发。优选的，步骤一中，所述α为22.5°优选的，步骤一中，所述α为30.0°。优选的，步骤一中，所述α为60.0°。优选的，步骤一中，所述α为67.5°。优选的，步骤三中，所述加密算法采用对称加密算法，且为DES，DESede，AES，Blowfish，RC2，RC4，IDEA中任意一种。优选的，步骤三中，所述加密算法采用非对称加密算法，且为RSA，Elgamal，背包算法，Rabin，D-H，ECC，ECDH，ECDSA中任意一种。与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：本专利技术通过光子偏振与水平面呈α的倾斜基重新编码进二进制量子序列首段，使得Bob可以快速检测信息是否被窃听，降低数据处理量，提高信息传输效率，并通过加密算法将对应信息进行加密，增加了窃听难度，提高了加密传输的安全性。具体实施方式下面对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。实施例1本专利技术提供一种技术方案：一种基于量子技术的加密算法，包括以下步骤：步骤一：设定三组基矢量，一组为光子偏振与水平面呈22.5°的倾斜基，二组为光子偏振的水平垂直基，三组为光子偏正与水平面呈45°的对角斜基；步骤二：Alice随机产生一个二进制量子序列，再产生一个由{0，1，2}随机组合而成的序列作为测量基矢量，产生与三组基矢量对应的偏振态序列，利用三个变量p1，p2，p3组合而成的六个序列分别表示测量基矢量所对应的六个偏振态，其中：0对应偏振态001，010；1对应偏振态011，100；2对应偏振态101，110；步骤三：Alice将信息M先以加密算法进行加密，然后转化成二进制量子序列，再将倾斜基对应的偏振态插入二进制量子序列首段，最后将二进制量子序列重整成编码，并以光子形式发送给Bob；步骤四：Bob接收到光子，并产生一个由{0，1，2}组合而成的随机序列作为测量基，检测测量基序列首段是否为随机数，若测量基序列首段为随机数，则说明有Eve存在；若测量基序列首段为正常二进制编码，则说明无Eve存在；步骤五：当Eve不存在时，Bob检测测量基序列首段，查找所与测量基序列首段所对应的加密算法，将Alice和Bob产生的测量基序列按位比较，剔除双方不一致的数据，将保留下来的数据进行加密算法解密，最终得到信息M；步骤六：当Eve存在时，说明信息被窃听，则将丢弃这次分发的测量基序列，重新选择别的量子信道进行密钥分发。其中，步骤三中，加密算法采用对称加密算法，且为DES。实施例2本专利技术提供一种技术方案：一种基于量子技术的加密算法，包括以下步骤：步骤一：设定三组基矢量，一组为光子偏振与水平面呈30.0°的倾斜基，二组为光子偏振的水平垂直基，三组为光子偏正与水平面呈45°的对角斜基；步骤二：Alice随机产生一个二进制量子序列，再产生一个由{0，1，2}随机组合而成的序列作为测量基矢量，产生与三组基矢量对应的偏振态序列，利用三个变量p1，p2，p3组合而成的六个序列分别表示测量基矢量所对应的六个偏振态，其中：0对应偏振态001，010；1对应偏振态011，100；2对应偏振态101，110；步骤三：Alice将信息M先以加密算法进行加密，然后转化成二进制量子序列，再将倾斜基对应的偏振态插入二进制量子序列首段，最后将二进制量子序列重整成编码，并以光子形式发送给Bob；步骤四：Bob接收到光子，并产生一个由{0，1，2}组合而成的随机序列作为测量基，检测测量基序列首段是否为随机数，若测量基序列首段为随机数，则说明有Eve存在；若测量基序列首段为正常二进制编码，则说明无Eve存在；步骤五：当Eve不存在时，Bob检测测量基序列首段，查找所与测量基序列首段所对应的加密算法，将Alice和Bob产生的测量基序列按位比较，剔除双方不一致的数据，将保留下来的数据进行加密算法解密，最终得到信息M；步骤六：当Eve存在时，说明信息被窃听，则将丢弃这次分发的测量基序列，重新选择别的量子信道进行密钥分发。其中，步骤三中，加密算法采用对称加密算法，且为DES。实施例3本专利技术提供一种技术方案：一种基于量子技术的加密算法，包括以下本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于量子技术的加密算法，其特征在于：包括以下步骤：步骤一：设定三组基矢量，一组为光子偏振与水平面呈α(15°≤α≤75°，且α≠45°)的倾斜基，二组为光子偏振的水平垂直基，三组为光子偏正与水平面呈45°的对角斜基；步骤二：Alice随机产生一个二进制量子序列，再产生一个由{0，1，2}随机组合而成的序列作为测量基矢量，产生与三组基矢量对应的偏振态序列，利用三个变量p1，p2，p3组合而成的六个序列分别表示测量基矢量所对应的六个偏振态，其中：0对应偏振态001，010；1对应偏振态011，100；2对应偏振态101，110；步骤三：Alice将信息M先以加密算法进行加密，然后转化成二进制量子序列，再将倾斜基对应的偏振态插入二进制量子序列首段，最后将二进制量子序列重整成编码，并以光子形式发送给Bob；步骤四：Bob接收到光子，并产生一个由{0，1，2}组合而成的随机序列作为测量基，检测测量基序列首段是否为随机数，若测量基序列首段为随机数，则说明有Eve存在；若测量基序列首段为正常二进制编码，则说明无Eve存在；步骤五：当Eve不存在时，Bob检测测量基序列首段，查找所与测量基序列首段所对应的加密算法，将Alice和Bob产生的测量基序列按位比较，剔除双方不一致的数据，将保留下来的数据进行加密算法解密，最终得到信息M；步骤六：当Eve存在时，说明信息被窃听，则将丢弃这次分发的测量基序列，重新选择别的量子信道进行密钥分发。...

【技术特征摘要】
1.一种基于量子技术的加密算法，其特征在于：包括以下步骤：步骤一：设定三组基矢量，一组为光子偏振与水平面呈α(15°≤α≤75°，且α≠45°)的倾斜基，二组为光子偏振的水平垂直基，三组为光子偏正与水平面呈45°的对角斜基；步骤二：Alice随机产生一个二进制量子序列，再产生一个由{0，1，2}随机组合而成的序列作为测量基矢量，产生与三组基矢量对应的偏振态序列，利用三个变量p1，p2，p3组合而成的六个序列分别表示测量基矢量所对应的六个偏振态，其中：0对应偏振态001，010；1对应偏振态011，100；2对应偏振态101，110；步骤三：Alice将信息M先以加密算法进行加密，然后转化成二进制量子序列，再将倾斜基对应的偏振态插入二进制量子序列首段，最后将二进制量子序列重整成编码，并以光子形式发送给Bob；步骤四：Bob接收到光子，并产生一个由{0，1，2}组合而成的随机序列作为测量基，检测测量基序列首段是否为随机数，若测量基序列首段为随机数，则说明有Eve存在；若测量基序列首段为正常二进制编码，则说明无Eve存在；步骤五：当Eve不存在时，Bob检测测量基序列首段，查找所与测量基序列首段所对...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴雪峰，陈俊桦，夏鸣，
申请(专利权)人：江苏南工科技集团有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32