基于异或加密和GHZ态的新型仲裁量子签名方法技术

本发明专利技术提出了一种基于异或加密和GHZ态的新型仲裁量子签名方法，包括初始化、生成签名及验证签名三个步骤；首先，仲裁者和签名者使用一组单向哈希函数，并共用共享密钥；其次，签名者利用钥控哈希函数对量子消息进行量子编码，利用GHZ态的控制位对量子消息进行控制非门操作产生量子签名；最后，验证者利用GHZ态的控制位进行类似的异或操作验证签名。与其他仲裁量子签名方法相比，本发明专利技术方法的密钥分发以及加密不涉及复杂的加密方法或量子运算，可以有效抵抗伪造攻击和否认攻击；在满足安全性、不可伪造性和不可否认性的基础上，本发明专利技术方法更具实用性，效率更高。效率更高。

【技术实现步骤摘要】
基于异或加密和GHZ态的新型仲裁量子签名方法


[0001]本专利技术涉及量子通信
，特别是指一种基于异或加密和GHZ态的新型仲裁量子签名方法。

技术介绍

[0002]数字签名是对传统手工签名的数字模拟。它可以保证消息源发送的电子信息的真实性、完整性和不可否认性。多数传统的基于数学问题的数字签名的安全性依赖于数学困难假设，无法应对量子计算机的安全威胁。量子签名的一大优点是其安全性依赖于量子力学的基本原理，其理论上可以应对量子计算机的安全威胁。2001年，Gottesman和Chuang首次提出了量子签名的概念，并提出了量子签名的一种设计方案。然而，在他们的方案中，签名者的公钥只能使用一次。为了使量子签名更加实用，Zeng和Keitel提出了第一个仲裁量子签名方案。在此方案中，有三名参与者：签名者、验证者(签名接收者)和仲裁者。签名者在经典消息或量子消息上生成量子签名，验证者在仲裁者的帮助下验证量子签名。而且仲裁者还可以在签名者和验证者发生争议的情况下，解决两人之间的一些纠纷。这种方案的设计能够让仲裁量子签名更加适用于现实生活，同时也为仲裁量本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于异或加密和GHZ态的新型仲裁量子签名方法，其特征在于，利用量子加密技术构建一个包含签名者、仲裁者和验证者的量子签名方法；其步骤如下：初始化步骤，具体包括：S11、仲裁者和签名者使用一组单向哈希函数G1和G2；S12、仲裁者通过量子密钥分发协议与签名者共享密钥K
A
；S13、签名者、接收者和仲裁者均通过窃听检测技术安全地共享n个纠缠态粒子|GHZ>
′
ABT
序列，其中，签名者拥有纠缠态粒子|GHZ>
′
ABT
中下标为A标记的粒子序列，接收者拥有纠缠态粒子|GHZ>
′
ABT
中下标为B标记的粒子序列，仲裁者拥有纠缠态粒子|GHZ>
′
ABT
中下标为T标记的粒子序列；签名的生成步骤，具体包括：S21、签名者将经典信息m和密钥K
A
作为哈希函数G1和G2的输入，根据哈希函数的输出和编码规则，将m编码为两个相同的量子消息{|P
A
>,|P
A
>}；S22、签名者将控制非门操作应用于序列A和量子消息{|P
A
>,|P
A
>}得到S23、签名者通过窃听检测技术安全地将发送给验证者，同时，签名者通过经典信道将消息m发送给验证者，验证者将作为量子签名；签名的验证步骤，具体包括：S31、接收者将控制非门操作应用于序列B和量子签名得到并通过窃听检测技术将序列安全地发送给仲裁者；S32、仲裁者通过控制非门操作应用于序列T和得到并对进行测量并记录测量结果，根据解码规则将量子消息解码为m'；S33、仲裁者测量|m>并记录结果为m，比较m与m'是否一致，一致则通过验证。2.根据权利要求1所述的基于异或加密和GHZ态的新型仲裁量子签名方法，其特征在于，所述步骤S11中的一组单向哈希函数G1:{0,1}
*
→
{0,1}
n
和G2:{0,1}
*
→
{0,1}
n
是两个安全且不同的单向哈希函数。3.根据权利要求1所述的基于异或加密和GHZ态的新型仲裁量子签名方法，其特征在于，所述步骤S12中的量子密钥分发协议包括BB84协议，密钥k
A

【专利技术属性】
技术研发人员：辛向军，丁立，李朝阳，张天源，
申请(专利权)人：郑州轻工业大学，
类型：发明
国别省市：