一种基于多方量子安全直接通信的多方量子身份认证方法技术

本发明专利技术属于量子保密通信技术领域，公开了一种基于多方量子安全直接通信的多方量子身份认证方法，以验证实际与验证方通信的多方是否为其合法的合作者。本发明专利技术将多方量子安全直接通信技术运用到多方量子身份认证中。其中，验证方事先分别与多个目标通信者通过量子密钥分发共享一组密钥。验证方制备一系列多光子GHZ态，分发给自己和多个待证明方。待证明方根据各自与验证方事先共享的认证密钥进行编码操作后将光子返还给验证方，验证方进行GHZ态分析，实现同时对多个待证明方的身份验证。本方法可同时认证多个用户的身份，可有效提高认证效率，对推动量子安全直接通信在量子认证领域的实用化有重要意义。域的实用化有重要意义。域的实用化有重要意义。

【技术实现步骤摘要】
一种基于多方量子安全直接通信的多方量子身份认证方法


[0001]本专利技术属于量子保密通信
，具体涉及一种基于多方量子安全直接通信(multi
‑
party QSDC)的多方量子身份认证(QIA)方法。

技术介绍

[0002]量子认证是量子保密通信的重要组成部分。在量子保密通信中，为了不让非法者假冒通信方来攻击通信过程，首先要对通信方进行身份认证，以确定通信方的合法性。因此，量子保密通信中对通信双方进行身份认证是非常重要的环节。与基于数学困难问题的经典身份认证不同,量子身份认证是基于量子力学的基本原理来验证通信双方的身份合法性,理论上具有绝对安全性，在完成身份认证过程中同时保证身份认证密钥的安全性。
[0003]在2000年，[Zeng G H,Zhang W P.Identity verification in quantumcryptography.Phys.Rev.A,2000,61(2):022303]提出一种利用共享信息对应测量基进行编码的方案，该方案利用纠缠态的性质保证安全性，提出了随机穿插方法和测量本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于多方量子安全直接通信的多方量子身份认证方法，其特征在于，所述方法步骤如下：步骤1：验证方Alice与目标通信方Bob1’
、Bob2’……
Bob
N
’
分别通过BB84协议共享一组认证密钥K1’
、K2’……
K
N
’
；步骤2：验证方Alice制备一系列相同的N+1光子极化GHZ态，取出所有GHZ态中的光子1，组成序列S
A
，并把序列S
A
的光子存储到量子存储器中；Alice将所有GHZ态中的光子2组成序列S
B1
，将所有GHZ态中的光子3组成序列S
B2
，直至将所有GHZ态中的光子N+1组成序列S
BN
；步骤3：验证方Alice分别在序列S
B1
、S
B2
……
S
BN
中，随机的插入与序列中原光子数相等的安全性检测光子；Alice通过N条量子信道将插入安全性检测光子后的序列S
B1
、S
B2
……
S
BN
分别发送给实际通信方即待证明方Bob1、Bob2……
Bob
N
；步骤4：待证明方Bob1、Bob2……
Bob
N
接收到光子后，将光子存储到量子存储器中，Alice公开各条光子序列中安全性检测光子的位置和制备基，Bob1、Bob2……
Bob
N
分别提取出安全性检测光子，进行第一轮安全性检测；各方使用对应的测量基对安全性检测光子进行测量并公布测量结果，Alice根据各方公布的结果估算每条量子信道的错误率；若任一条量子信道的错误率超过事先设定的阈值，说明该信道中存在Eve的窃听，则认证过程中止，各方重新检查信道；若每一条信道的错误率均低于事先设定的阈值，说明所有量子信道中的光子传输过程均安全，则进行下一步；步骤5：待证明方Bob1、Bob2……
Bob
N
分别从量子存储器中提取出其他光子，再根据各自的认证密钥K1、K2……
K
N
进行编码操作；同时，Bob1、Bob2……
Bob
N
在各自的光子序列中随机地插入与原序列中光子数相等的安全性检测光子；操作完成后，各方分别获得序列S
B1
’
、S
B2
’……
S
BN
’
；然后，各方分别将自己的光子序列通过N条量子信道发送给验证方Alice；步骤6：验证方Alice接收到光子后，将序列S
B1
’
、S
B2
’……
S
BN
’
的光子分别存储到量子存储器中；Bob1、Bob2……
Bob
N
公开序列中安全性检测光子的位置和制备基，Alice分别提取出相应位置的光子，进行第二轮安全性检测；如果任一量子信道的错误超过阈值，说明光子在该量子信道中传输时存在Eve窃听，则认证过程中止；若所有量子信道的错误率均低于设定的阈值，说明光子在所有量子信道中的传输过程均安全，则进行下一步；步骤7：验证方Alice提取量子存储器中的序列S
A
和序列S
B1
’
、S
B2
’……
S
BN
’
中的对应光子，进行GHZ态分析，根据GHZ态结果分析推断出Bob1、Bob2……
Bob
N
的编码信息，从而分别读出Bob1、Bob2……
Bob
N
传递的认证密钥序列K1、K2……
K
...

【专利技术属性】
技术研发人员：周澜，王兴福，盛宇波，
申请(专利权)人：南京邮电大学，
类型：发明
国别省市：