一种单诱骗态量子数字签名方法技术

技术编号:26177850 阅读:42 留言:0更新日期:2020-10-31 14:24
本发明专利技术提供一种单诱骗态量子数字签名方法,在密钥分发阶段,本方案只需要将光源强度调制为两种强度,即信号态和诱骗态,即可进行高效的参数估计和量子数字签名。该方法避免了传统多强度诱骗态量子数字签名方案中制备真空态的要求,降低了实验实现的难度,同时减少了随机数的消耗。本发明专利技术使用低损耗不等臂Mach‑Zehnder干涉仪和实时偏振补偿方法,实现了高效的密钥传输和签名。本发明专利技术系统实现简单,运行稳定,与以往的工作相比,在满足量子数字签名协议的不可抵赖性、不可伪造性、可转移性的安全前提下,成功地实现了更高的签名率和更远的传输距离。

A single decoy state quantum digital signature method

【技术实现步骤摘要】
一种单诱骗态量子数字签名方法
本专利技术涉及量子通信中的量子数字签名
,尤其涉及一种单诱骗态量子数字签名方法。
技术介绍
数字签名在很多情景下都扮演着重要的角色,比如软件分发、电子商务和金融交易,这些都需要保证信息的真实性和完整性。目前广泛使用的数字签名方案一般采用公钥加密,由于单向数学函数的复杂性和有限的计算资源,公钥加密被认为是安全的。然而,随着算法的重大突破和量子计算机的快速发展,这一观点是站不住脚的。为了摆脱这种困境,根据量子力学的基本原理,最早由Gottesman和Chuang提出的量子数字签名(QuantumDigitalSignature,QDS)能够保证信息安全。但由于原始协议需要长期的量子存储,在实验上具有挑战性。随后的QDS的实验尝试,在不受非破坏性量子态比较和量子存储限制的情况下,仍然使用了安全的量子通道假设。最新的QDS方案成功地将技术复杂度降低到量子密钥分发(QKD)的水平,即不再需要安全量子信道的假设。在防止信道窃听方面,通常使用诱骗态方法抵抗光子数分攻击。然而,诱骗态QDS方案在实验操作的简化和签名率的提高两本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种单诱骗态量子数字签名方法,其特征在于:所述方法包括三个参与者:一个签名者Alice和两个接受签名对象Bob和Charlie,所述方法包括两个阶段:分发阶段和消息阶段,具体方法如下:/n在分发阶段,密钥生成协议由Bob-Alice和Charlie-Alice分别执行生成密钥串;对于需要签名的信息m∈{0,1},Bob或Charlie通过随机地选择一个比特b∈{0,1},基

【技术特征摘要】
1.一种单诱骗态量子数字签名方法,其特征在于:所述方法包括三个参与者:一个签名者Alice和两个接受签名对象Bob和Charlie,所述方法包括两个阶段:分发阶段和消息阶段,具体方法如下:
在分发阶段,密钥生成协议由Bob-Alice和Charlie-Alice分别执行生成密钥串;对于需要签名的信息m∈{0,1},Bob或Charlie通过随机地选择一个比特b∈{0,1},基强度λ∈{μ,ν}来制备Nt个量子态,并将它们发送给Alice;Alice随机地选择基来测量,对基筛选后,Bob或Charlie和Alice可以得到Z基下长度为l的密钥,记为和(和);其中,由Bob或Charlie持有,和由Alice持有,然后,Bob或Charlie随机选取Z基密钥的一小部分,如k长度,用来估计错误率EBA(ECA),Z基剩下长度为L的密钥,记为和(和),用来签名信息m,最后Bob或Charlie随机地选择密钥中的一半,将该部分密钥及相应位置通过Bob和Charlie之间的保密经典通道发送给Charlie或Bob,将Bob和Charlie交换后的密钥分别表示为和其中,表示Bob(Charlie)用来交换的一半密钥,表示Bob(Charlie)保留的一半密钥;
在消息阶段,Alice发送(m,Sigm)给Bob,其中Bob通过把Sigm中对应密钥分别与和比较,得到Sigm与之间密钥不匹配数目并记录下来,如果对于的每一半密钥,不匹配数目都小于saL/2,使Bob接受该信息并把信息(m,Sigm)发给Charlie,否则Bob拒绝接收并宣布协议中止,当Charlie收到Bob发送的信息,则用与Bob同样的方式检测接收到的密钥与之间的不匹配率,但是用一个不同的阈值sv,如果对于的每一半密钥,不匹配数目都小于svL/2,则Charlie接受该信息,sa和sv分别表示不同的验证阈值,并且满足


2.如权利要求1所述的一种单诱骗态量子数字签名方法,其特征在于:只需要将光源强度调制为两种强度,即信号态和诱骗态,即进行高效的参数估计和量子数字签名。


3.如权利要求2所述的一种单诱骗态量子数字签名方法,其特征在于:所述单诱骗态方案中参数估计过程为在单诱骗态QDS方案中,考虑到有限长效应,探测到的单光子数目下界表示为其中,τn是Bob或Charlie制备n-光子态的概率,n=0,1分别代表真空态和单光子,和分别是接...

【专利技术属性】
技术研发人员:王琴陈静静丁华建张春梅
申请(专利权)人:南京邮电大学
类型:发明
国别省市:江苏;32

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