一种测量设备无关的量子双方密码协议构造方法技术

本发明专利技术提供了一种测量设备无关的量子双方密码协议构造方法，包括：通信双方用弱相干光源产生量子态，并通过偏振调制器制备不同的BB84态，同时使用强度调制器生成诱骗态，将他们发送给第三方后，会进入到50：50分束器进行干涉，之后再进入偏振分束器，最后由光子探测器进行探测，并公布探测结果，之后双方根据结果进行相应的处理。

【技术实现步骤摘要】
一种测量设备无关的量子双方密码协议构造方法
本专利技术涉及一种测量设备无关的量子双方密码协议构造方法。
技术介绍
双方密码学是现代密码学的重要分支，它可以让两个距离相隔遥远的双方实现可靠地通信。然而，随着量子计算机的出世，这对于传统那种基于计算复杂性而言的密码学产生了极大的冲击，这当然也极大影响了密码通信研究的积极性。幸运的是，作为量子力学和密码学结合产物的量子密码学的出现，给密码学的研究带来了一丝曙光。量子密码学的安全性是由量子力学基本原理的特点保证的，他可以实现无条件的安全性，因此，对于量子密码学的研究越来越广泛，也越来越深刻。目前的量子密码学研究方向较多，其中包括以下几个方面：量子密钥分发，量子秘密共享和量子不经意传输等等。随着对量子密码学研究的深入，越来越多关于量子密码术的研究成果应用于实践，量子密码术的应用给通信领域及其他安全领域带来了极大的变化，诸如在信息安全领域，量子身份认证和量子零知识证明，而这其中对于双方量子密码学的研究尤为重要，因为它是很多现有协议的基础，对于它的研究工作将对构造更复杂的多方协议产生更重要的作用。目前而言，大多数信息安全领域使用的还是传统基于复杂计算的密码，随着计算机算力的增加，这就给信息安全带来极大的隐患。如：1、基于计算复杂度的保密面临的是底层原理不安全的考验；2、基于量子力学的保密而言往往也有侧信道攻击的问题，因此如何寻求更好的解决方法，以实现更加完美的量子密码保密方案变得很重要。
技术实现思路
专利技术目的：本专利技术所要解决的就是运用其他领域的技术，引入到量子双方密码学上来，解决现有协议的不足，提供一种基于错误估计的测量设备无关的方法，利用引进的方法来完成对窃听者的识别和抵御侧信道攻击的问题。本专利技术具体提供了一种测量设备无关的量子双方密码协议构造方法，包括如下步骤：步骤1，构造基于错误估计的2取1随意不经意传输(RandomObliviousTransfer,ROT)协议；步骤2，基于2取1随意不经意传输(RandomObliviousTransfer,ROT)协议，构造身份识别(Password-basedidentification,PID)协议。步骤1包括：步骤1-1，准备阶段：通信方Alice选择二进制数据串xn∈{0，1}n和测量基通信方Bob同样选择二进制数据串yn∈{0，1}n和测量基双方将编码后的量子态和发送给第三方中间人Charlie；xn表示Alice选取的n位二进制比特串；表示Alice选取的n个测量基；yn表示Bob选取的n位二进制比特串；表示Bob选取的n个测量基；步骤1-2，测量阶段：Charlie对和进行联合Bell态测量，使用四个光子探测器D1H、D2H、D1V、D2V显示相关结果，定义表示D1H、D1V或D2H、D2V同时响应的测量结果，表示D1H、D2V或D2H、D1V同时响应的测量结果；Charlie认为符合上述定义的为成功的事件，其他均为失败的事件；待传输结束，Charlie广播他的测量结果；步骤1-3，比特翻转：Bob将测量基通过经典信道发送给Alice，Alice根据第三方结果和基信息进行比特翻转，如果是+基，无论结果如何Alice都翻转，X基情况下+表示+基，类似于数学中的二维坐标系，只不过这是量子领域的知识，它的两个基矢分别是水平偏振态|H>，以及竖直偏振态|V>；步骤1-4，错误估计：Alice选择长度为m的索引串Icheck＝∈2[n]，将xcheck，θAcheck和Icheck发送给Bob，Bob将ycheck，θBcheck送给Alice，xcheck表示二进制序列x与索引串Icheck对应的部分二进制串；θAcheck表示测量基序列与索引串Icheck对应的部分测量基串；ycheck表示二进制序列y与索引串Icheck对应的部分二进制串；θBcheck表示测量基序列与索引串Icheck对应的部分测量基串；然后Alice和Bob分别计算错误率：如果误码率Qu>er，双方停止通信，否则继续通信；其中er是错误率上限，xi表示序列索引i处二进制序列串x的二进制数；yi表示序列索引i处二进制序列串y的二进制数；表示序列索引i处测量基序列串的测量基；表示序列索引i处测量基序列串的测量基；步骤1-5，同基序列：通信双方丢弃错误估计过程中使用的数据，Alice原有测量基序列长度为n，去除用于错误估计的m个，剩余的是n-m个，记为Alice将通过经典信道发送给Bob，双方确定测量基和中相同的部分，并根据它们所使用的测量基的类型确定同基序列，记为两个索引序列I0和I1，并将I0和I1发送给Bob；步骤1-6，进行后处理阶段处理：Alice选择两个哈希函数f0，f1用于隐私放大并发送给Bob，同时计算syn(X|I0)，syn(X|I1)，S0＝f0(X|I0)和S1＝f1(X|I1)；syn(x|I0)表示二进制序列x在索引串I0处的序列串；syn(x|I0)表示二进制序列x在索引串I1处的序列串；S1＝f1(x|I1)表示syn(x|I0)的哈希函数计算值，此处是为了隐私放大；S0＝f0(x|I0)表示syn(x|I1)的哈希函数计算值，此处是为了隐私放大；步骤1-7，进行通信阶段处理：Alice通过将两个消息序列m0，m1分别用S0，S1进行加密得到E0，E1，并将它们发送给Bob，Bob随机选择一个参数c∈{0，1}，通过用fc(X|Ic)和Ec解密得到mc。步骤2包括：步骤2-1，准备阶段：设定W是Alice的密钥，Alice选择串xn∈{0，1}n和测量基Bob同样选择串yn∈{0，1}n和测量基双方将编码后的量子态和发送给第三方Charlie；步骤2-2，测量阶段：Charlie对和进行联合Bell态测量，使用四个光子探测器显示相关结果，定义表示D1H、D1V或D2H、D2V同时响应的测量结果，表示D1H、D2V或D2H、D1V同时响应的测量结果；Charlie认为符合上述定义的为成功的事件，其他均为失败的事件。待传输结束，Charlie广播他的测量结果；步骤2-3，比特翻转：Bob将测量基通过经典信道发送给Alice，Alice根据第三方结果和基信息进行比特翻转，如果是+基，无论结果如何Alice都翻转，X基情况下步骤2-4，错误估计：Alice选择长度为m的索引串Icheck＝∈2[n]，将xcheck，θAcheck和Icheck发送给Bob，Bob将y，θBcheck发送给Alice，然后Alice和Bob分别计算错误率：如果Qu>er，双方停止通信，否则继续通信；其中er是错误率上限，步骤2-5，索引位置：Alice将和一个哈希函数f发送给Bob，双方此时计算同基索引序列Ic＝{i|θAi＝θBi}；步骤2-6，身份识别：Bob选定一个哈希函数g发送给Ali本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种测量设备无关的量子双方密码协议构造方法，其特征在于，包括如下步骤：/n步骤1，构造基于错误估计的2取1随意不经意传输协议；/n步骤2，基于2取1随意不经意传输协议，构造身份识别协议。/n

【技术特征摘要】
1.一种测量设备无关的量子双方密码协议构造方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤1，构造基于错误估计的2取1随意不经意传输协议；
步骤2，基于2取1随意不经意传输协议，构造身份识别协议。


2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤1包括：
步骤1-1，准备阶段：通信方Alice选择二进制数据串xn∈{0，1}n和测量基通信方Bob同样选择二进制数据串yn∈{0，1}n和测量基双方将编码后的量子态和发送给第三方中间人Charlie；
xn表示Alice选取的n位二进制比特串；

表示Alice选取的n个测量基；
yn表示Bob选取的n位二进制比特串；

表示Bob选取的n个测量基；
步骤1-2，测量阶段：Charlie对和进行联合Bell态测量，使用四个光子探测器D1H、D2H、D1V、D2V显示相关结果，定义表示D1H、D1V或D2H、D2V同时响应的测量结果，表示D1H、D2V或D2H、D1V同时响应的测量结果；Charlie认为符合上述定义的为成功的事件，其他均为失败的事件；待传输结束，Charlie广播他的测量结果；
步骤1-3，比特翻转：Bob将测量基通过经典信道发送给Alice，Alice根据第三方结果和基信息进行比特翻转，如果是+基，无论结果如何Alice都翻转，X基情况下翻转，不翻转；
步骤1-4，错误估计：Alice选择长度为m的索引串Icheck＝∈2[n]，将xcheck，θAcheck和Icheck发送给Bob，Bob将ycheck，θBcheck送给Alice，xcheck表示二进制序列x与索引串Icheck对应的部分二进制串；θAcheck表示测量基序列与索引串Icheck对应的部分测量基串；ycheck表示二进制序列y与索引串Icheck对应的部分二进制串；θBcheck表示测量基序列与索引串Icheck对应的部分测量基串；
然后Alice和Bob分别计算错误率：



如果误码率Qu>er，双方停止通信，否则继续通信；其中er是错误率上限，xi表示序列索引i处二进制序列串x的二进制数；yi表示序列索引i处二进制序列串y的二进制数；表示序列索引i处测量基序列串的测量基；表示序列索引i处测量基序列串的测量基；
步骤1-5，同基序列：通信双方丢弃错误估计过程中使用的数据，Alice原有测量基序列长度为n，去除用于错误估计的m个，剩余的是n-m个，记为
Alice将通过经典信道发送给Bob，双方确定测量基和中相同的部分，并根据它们所使用的测量基的类型确定同基序列，记为两个索引序列I0和I1，并将I0和I1发送给Bob；
步骤1-6，进行后处理阶段处理；
步骤1-7，进行通信阶段处理。


3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，步骤1-6...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈力军，周自帅，江东，高潮辉，郭宇，刘森，黄伟聪，
申请(专利权)人：南京大学，
类型：发明
国别省市：江苏;32