[发明专利]一种基于量子盲计算的哈密尔顿量子仲裁签名及验证方法

说明书

本发明公开了一种基于量子盲计算的哈密尔顿量子仲裁签名及验证方法，包括：第三通信者将哈密尔顿模型分发给第一通信者和第二通信者；第一通信者制备n个量子比特串表示的待签名信息；第一通信者对待签名信息进行量子盲计算得到测量基；第一通信者利用哈密尔顿模型对待签名信息进行签名，第二通信者利用哈密尔顿模型进行解签得到验证量子比特串；第三通信者通过核对待签名信息与验证量子比特串是否相同来验证第一通信者是否合法；若合法，第二通信者利用测量基测量验证量子比特串得到测量结果；第三通信者依据存储的控制参数控制测量结果是否转置得到二进制态的支付信息。上述方法提高了签名验证过程的安全性并使验证者无须恢复出原始信息就验签。

技术领域

本发明属于信息签名和量子认证技术领域，具体涉及一种基于量子盲计算的哈密尔顿量子仲裁签名及验证方法。

背景技术

信息签名不仅是实现信息保护的一种重要手段,也是信息安全的核心技术之一，现在已适用于生活、军事、政务等各个领域中。但是随着签名技术在这些领域的广泛应用以及人们安全意识的不断提高，普通的数字签名已经不能满足人们日益增长的安全需求。传统的签名利用算法计算的复杂性来保证其安全性，随着计算能力的不断提高，传统签名的安全性将面临着巨大考验。而量子签名利用量子态的纠缠性、测不准性、不可克隆性等物理特性来避免信息被攻击者截获，同时也可以防止签名者或验证者否认和抵赖签名，因此更能满足人们对安全性的需求。

量子签名是量子密码学的重要组成部分，它是基于量子比特的物理特性实现的，因而具有无条件安全性和对窃听的可检测性，，所述无条件安全并不是指“绝对安全”而是指在攻击者具有无限计算资源的条件下仍不可破解，对窃听的可检测性是指窃听者的窃听行为必将会对量子态产生扰动而被发现，这种特性恰是经典签名所不具有的。量子签名就是利用量子的纠缠性、测不准性、不可克隆性等特性来避免信息被攻击者截获，同时也防止签名者或验证者否认和抵赖签名。正是因为这样，量子签名受到越来越多的专家学者的青睐。随着量子签名研究的不断深入，量子签名理论研究日趋成熟，包括量子群签名、量子盲签名、量子门限签名、量子代理签名等量子签名方案，这些方案的提出不仅丰富了量子签名的研究内容还进一步加强了信息的安全性。但是，现有的量子签名技术存在一些缺陷上的共性，如：(1)由于他们特别依赖计算复杂度，所以易受到计算能力的影响；(2)他们极易受到量子计算机突发性出错的影响；(3)验证者在二次校验签名信息的真实性时必须恢复出原始信息，将其与自己之前接收到的原始信息进行对比才能确认出签名信息的真实性。

针对现有技术中出现的验证者在二次校验签名信息的真实性时必须恢复出原始信息的问题以及签名防窃听性的需求，本发明的目的在于提出一种基于量子盲计算的哈密尔顿量子仲裁签名及验证方法解决该问题以及提高签名方案的防窃听性。

发明内容

本发明的目的是提高一种基于量子盲计算的哈密尔顿量子仲裁签名及验证方法，利用哈密尔顿加密模型只在发送者与接收者中共享，对其他人完全隐蔽的机制，增加了签名方案的防窃听性，同时量子盲计算的引入使得验证者无须恢复出原始信息就能判断签名的真实性和签名者的合法性。

本发明提供一种基于量子盲计算的哈密尔顿量子仲裁签名及验证方法，包括如下步骤：

步骤A：第三通信者将哈密尔顿模型分发给第一通信者和第二通信者；

步骤B：所述第一通信者将待签名的原始信息制备为n个量子比特串表示的待签名信息|P>；

其中，|P>＝{|p₁>,|p₂>,...,|p_i>,...,|p_n>}，i＝{1,2,...,n}，|p_i>表示第i个量子比特；

步骤C：所述第一通信者对步骤B得到的待签名信息|P>进行量子盲计算得到测量基|+δ>、|-δ>；