一种零知识证明量子身份认证方法及系统技术方案

本发明专利技术公开了一种零知识证明量子身份认证方法及系统，认证方法包括以下步骤：设定通信双方证明方为Alice，验证方为Bob，为Alice设定判定函数，为Bob提供所述判定函数的对应输入和输出；Bob制备2K组叠加态，并发送其中一组至Alice；Alice对收到的叠加态结合判定函数的输入输出映射进行相位翻转操作；Bob对手中一组叠加态进行函数输出的相位翻转操作；Bob通过swap测试量子线路图，对Alice和Bob各自翻转后的结果进行测量；Bob将剩余K

【技术实现步骤摘要】
一种零知识证明量子身份认证方法及系统


[0001]本专利技术涉及一种零知识证明量子身份认证方法及系统，尤其涉及一种基于swap测试与相位编码的零知识证明量子身份认证方法及系统。

技术介绍

[0002]随着通讯信息化和物联网技术的日益进步，人类生活已然进入大数据时代。在我们享受信息化便利的同时，隐私泄露、非法数据传输等各类安全问题也频繁出现，因此如何保护信息安全也越来越受到各界人士的广泛关注。顺应时代的需要，密码学技术也得到了飞速的发展，应用领域也在不断地扩大，作为量子密码学的重要分支，量子认证也受到了越来越多的关注。量子认证分为以下几个方面：量子身份认证、量子实体认证和量子消息认证。量子身份认证是交易双方进行安全通信的前提，是网络安全的第一道防线。现有的身份认证技术通常需要借助第三方，或需要泄露自己的部分隐私信息，可能存在被第三方攻击的可能；存在有用信息的保密性较低，无法实现高度安全的信息交换和数据传输等问题。

技术实现思路

[0003]专利技术目的：本专利技术的目的是提供一种解决身份认证过程中可能存在的信息泄露的问题、进一步提本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种零知识证明量子身份认证方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)设定通信双方证明方为Alice，验证方为Bob，为Alice设定判定函数，为Bob提供所述判定函数的对应输入和输出；(2)Bob制备2K组叠加态，并发送其中一组至Alice；(3)Alice对收到的叠加态结合判定函数的输入输出映射进行相位翻转操作；(4)Bob对手中一组叠加态进行函数输出的相位翻转操作；(5)Bob通过swap测试量子线路图，对Alice和Bob各自翻转后的结果进行测量；(6)Bob将剩余K
‑
1组叠加态副本依次发送给Alice，重复步骤(3)至步骤(5)，根据测量结果，判断Alice量子身份信息的真实性。2.根据权利要求1所述的零知识证明量子身份认证方法，其特征在于，在步骤(1)中，给定一个判定函数C(x)，其中，C：{0，1}
n
→
{0，1}，n是量子比特数，C(0)＝0；Alice是函数C(x)的拥有者，Bob拥有N组函数C(x)对应的输入S＝{S1，S2，...，S
N
}和输出T＝{T1，T2，...，T
N
}，C(S
i
)＝T
i
，T
i
∈{0，1}，i＝1，2，...，N；Bob除拥有函数对应输入输出外不拥有其他任何函数相关信息。3.根据权利要求1所述的零知识证明量子身份认证方法，其特征在于，在步骤(2)中，在认证之前，Bob制备2K组相同的叠加态保留其中2K
‑
1组，将另一组发送给Alice，其中K为一个较大的常数。4.根据权利要求1所述的零知识证明量子身份认证方法，其特征在于，在步骤(3)中，Alice接收到Bob发送的叠加态之后对其进行相位翻转操作U
A
，其中下标A表示是操作方是Alice；设Alice对输入{S1，S2，...，S
N
}进行判定函数C(x)计算后得到的输出为{T
′1，T
′2，...，T
′
N
}，T
′
i
∈{0，1}，i＝1，2，...，N；令Alice所得相位翻转后的结果为得出：U
A
：5.根据权利要求1所述的零知识证明量子身份认证方法，其特征在于，在步骤(4)中，Bob对手中的一组叠加态进行相位翻转操作U
B
；对于与给定态|x>，下标B表示操作方是Bob；令Bob所得相位翻转后的结果为|ψ>，得出：U
B
：：6.根据权利要求1所述的零知识证明量子身份认证方法，其特征在于，在步骤(5)中，Bob设计一个swap测试量子线路图，Alice和Bob分别将翻转后的结果依次放入线路对Alice提供的量子身份信息进行量子测量，验证Alice的合法性；电路输入态为经过第
一个Hadamard门后结果为经过受控swap门后结果为最后经过一个Hadamard门后得到|Φ>，则使用{|0>，|1>}测量基对输出态|Φ>的第一个量子比特进行测量。7.根据权利要求6所述的零知识证明量子身份认证方法，其特征在于，在步骤(6)中，若测得第一个量子态为|0>的概率越高，则两个量子态和|ψ>越接近，若则Alice量子身份信息真实，认证成功。8.根据权利要求6所述的...

【专利技术属性】
技术研发人员：王松，李圆智，王吉文，李端超，陈伟，马金辉，王璨，徐斌，赵龙，陈璐，王正风，冯宝，章莉，杨文涛，沈新村，周昕，朱刚刚，赵高峰，袁伟博，吕超，卞宇翔，何迎利，孙圣武，
申请(专利权)人：国网安徽省电力有限公司电力科学研究院南京南瑞信息通信科技有限公司，
类型：发明
国别省市：