一种多用户的高维量子隐私块查询方法技术

本发明专利技术属于量子计算和量子信息领域，具体涉及一种多用户的高维量子隐私块查询方法，该方法包括：构建多用户量子隐私块查询系统，该系统包括查询用户、数据库持有者以及半可信量子服务器；采用量子密钥分配方法分别对隐私块查询系统中的查询用户和数据库持有者分配量子密钥；数据库持有者和查询用户采用分配的量子密钥对数据库中的数据进行加密，得到密文数据库；查询用户采用Grover量子搜索算法对密文数据库进行搜索，得到密文；查询用户根据量子密钥对密文进行解密，得到明文；本发明专利技术通过应用Grover量子搜索算法来提高用户查询想要密文的速度。文的速度。文的速度。

【技术实现步骤摘要】
一种多用户的高维量子隐私块查询方法


[0001]本专利技术属于量子计算和量子信息领域，具体涉及一种多用户的高维量子隐私块查询方法。

技术介绍

[0002]隐私信息检索旨在保护用户的个人隐私，当用户访问数据库时，数据库并不知道Alice感兴趣的是哪个数据条目。同样对于数据库来说，数据库不想让用户获得更多的隐私信息。对于经典对称隐私信息检索(Symmetrical Private Information Retrieval,SPIR)，该协议不仅能保护用户隐私，还能保证Alice除了能访问感兴趣的那个数据条目以外不能访问其它任何信息。
[0003]Giovannetti等人将经典的对称私有信息检索协议(SPIR)拓展到量子世界，提出了第一个基于酉操作的量子隐私查询协议(GLM)。在该协议中，使用酉操作将数据信息编码到检索态上。用户访问数据库使用两个量子态，一个量子态用于信息查询，另外一个量子态用于查询数据库是否存在欺骗行为，用来保证两方的隐私和安全。GLM协议使用了欺骗敏感策略检测数据库Bob是否窃取了用户Alice的隐私信息。
[本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种多用户的高维量子隐私块查询方法，其特征在于，包括：构建多用户量子隐私块查询系统，该系统包括查询用户{Alice1,Alice2,...,Alice
n
}、数据库持有者Bob以及半可信量子服务器Charlie，Alice
n
表示第n个查询用户；采用量子密钥分配方法分别对隐私块查询系统中的查询用户和数据库持有者分配量子密钥；数据库持有者和查询用户采用分配的量子密钥对数据库中的数据进行加密，得到密文数据库；查询用户采用Grover量子搜索算法对密文数据库进行搜索，得到密文；查询用户根据量子密钥对密文进行解密，得到明文。2.根据权利要求1所述的一种多用户的高维量子隐私块查询方法，其特征在于，采用量子密钥分配方法对查询用户和数据库持有者分配量子密钥的过程包括：S1：初始化系统，并构建密钥编码规则；S2：半可信量子服务器Charlie构建d维单光子乘积态序列S，该序列长度为N＝n+q+χ+δ，其中n表示数据库大小，q表示Bob与Charlie之间交互所需要的单光子乘积态的数量，χ表示查询用户与Charlie之间交互所需要的单光子乘积态的数量，δ表示Bob与查询用户之间交互所需要的单光子乘积态的数量；根据d维单光子乘积态序列S构建子序列S1和子序列S2，其中子序列S1的长度为n+q+δ，子序列S2的长度为χ；在子序列S2中依次选出第i列，将选出第i列作为子序列Charlie将子序列S1发送给数据库持有者Bob，将子序列发送给对应的查询用户；S3：查询用户记录子序列的初始位置和该序列对应的测量基，并对子序列进行重新排列，得到新序列S
CA
；查询用户将测量基和序列S
CA
发送给Charlie；S4：Charlie根据测量基对序列S
CA
进行测量，并将测量结果反馈给Alice
i
；S5：Alice
i
根据子序列的初始位置对测量结果进行恢复；Charlie和Alice
i
通过序列S
CA
中的粒子执行第一次安全检测；S6：Bob记录子序列S1的初始位置和该序列对应的测量基，并对子序列S1进行重新排列；在重新排列的子序列中随机选取q个序列中的粒子构成安全检测序列S
BC
，其他粒子构成序列S
BA
；S7：Bob将S
BC
和测量机发送给Charlie，Charlie根据测量基对序列S
BC
中的粒子进行测量，并将测量结果反馈给Bob；S8：Bob根据子序列S1的初始位置对测量结果进行恢复；Bob和Alice
i
通过序列S
BC
中的粒子执行第二次安全检测；S9：Bob从序列S
BA
中抽取n个粒子，构成序列获取序列S
BA
中δ个位置上粒子的测量基，将δ个位置上粒子的测量基和序列发送给查询用户；查询用户对序列中的qudit进行重排，得到序列并将序列转换为单光子乘积态S
′
BA
序列；查询用户将S
′
BA
中δ个粒子和测量基发送给Charlie；其中，qudit表示高维量子态；S10：Charlie根据测量基对S
′
BA
中的粒子进行测量，并将测量结果返回给查询用户；查询用户和Bob对S
′
BA
中的δ个粒子进行第三次安全检测；S11：将S
BA
中的其余n个粒子进行排序，形成序列S
″
BA
；Charlie对S
″
BA
中的粒子进行测量，并将测量结果反馈给Alice
i
；Alice
i
对测量结果的位置进行恢复，得到恢复序列
其中，表示测量结果，该结果为十进制数值；S12：Bob将非正交qudit对公布到系统中，其中|q>为Bob手中的qudit，|q>与均为非正交的量子态，表示经过量子傅里叶变换的量子态符号，| >表示量子中的Dirac符号；S13：Alice
i
根据Bob公布的非正交qudit对和恢复序列S
M
采用密钥编码规则进行密钥推测；S14：对推理出的密钥进行分发。3.根据权利要求2所述的一种多用户的高维量子隐私块查询方法，其特征在于，密钥编码规则包括：Bob和n个查询用户Alice
i
(i＝1,2,...,n)协商对应的密钥编码规则，编码规则包括：则包括：......其中，|0>表示量子态0，表示对量子态0执行量子傅里叶变换后得到的量子态，表示的是对量子态d
‑
1执行量子傅里叶变换后的量子态，d表示维数。4.根据权利要求2所述的一种多用户的高维量子隐私块查询方法，其特征在于，测量基包括Z
d
和X
d
；Z
d
的表达式为：X
d
的表达式为：其中，Z
d
表示d维下的测量基，d表示维数，|j>表示量子态j，j为十进制的数值，X
d
表示经过量子傅里叶变换的测量基，|表示量子态j经过量子傅里叶变化得到的量子态，k为十进制数值。5.根据权利要求2所述的一种多用户的高维量子隐私块查询方法，其特征在于，Charlie根据测量基对序列进行测量的过程包括：Charlie获取量子系统的状态|q>，并构建测量...

【专利技术属性】
技术研发人员：宋秀丽，胡思文，李福彦，何兴平，吴煜铮，
申请(专利权)人：重庆邮电大学，
类型：发明
国别省市：