[发明专利]一种防篡改的受控的量子安全直接通信方法及系统

说明书

本发明属于安全通信技术领域，公开了一种防篡改的受控的量子安全直接通信方法及系统，为控制接收端获得发送端的秘密信息，发送端发送S_C*给控制端；控制端打乱S_C*中光子的顺序；然后控制端发送顺序重排后的S_C*给接收端；如果控制端不告诉接收端光子的正确顺序，接收端就不能恢复S_C并解密秘密信息；控制端也无法得知用K(k₁,k₂,…,k_N)加密的秘密信息等。本发明不需要诚实控制者的前提；即使在控制者不诚实的情况下，本发明提出的协议仍然是安全的，任何对秘密信息的篡改都很容易被发现。本发明可以抵御基于隐形传态的伪光子攻击，同时也可以验证两个参与者(发送者和接收者)的身份。

技术领域

本发明属于安全通信技术领域，尤其涉及一种防篡改的受控的量子安全直接通信方法及系统。

背景技术

目前，业内常用的现有技术是这样的：

通常都希望秘密信息被安全的传送给接收方，接收方也可以正确的读取秘密信息。然而，在有些特殊的场合或任务中，除了发送者和接受者之外，还至少存在一个控制者。只有当所有的控制者都同意了，接受者才能正确读取发送者发来的秘密信息。上述任务的量子方案是一个典型的应用，称之为：受控的量子安全直接通信。从而，对受控的量子安全直接通信的安全性分析也就主要落在了对以下三个问题的回答：(1)外部窃听者是否可以获取或篡改秘密信息？(2)接受者在没有控制者同意的情况下是否可以获得秘密信息？(3)不诚实的控制者是否可以通过某些恶意操作获取或篡改秘密信息？尽管大部分已有的受控量子安全直接通信协议对前两个问题回答不，但是本发明中认为，在一个安全的受控量子安全直接通信协议中，以上三个问题的回答都应该是不。

目前，已有很多受控的量子安全直接通信方案被提出。Wang Jian等人首先提出了利用三粒子GHZ态作为量子信息载体进行受控的量子安全直接通信，并且把方案扩展到了三方受控的情况，Wang的方案具有较高的量子效率。可是如果接收者用GHZ态的相关性对Wang的方案进行攻击，即使不经过控制者的同意，接受者也能恢复33.3％的秘密信息。后来Wang Jian等人又提出了基于BB84光子的受控的量子安全直接通信方案，该方案实现起来比较容易，但是容易遭受伪光子序列量子隐形传态攻击，从而使得接受者在没有控制者的同意的情况下也能获取秘密信息。此后又有很多人对此展开了研究。

尽管已有的受控的量子安全直接通信协议在理论上展示出了很大的优势，但是它们在有些应用场景下并不安全，因为它们假设控制者是诚实的。如果，控制者不诚实，它们可能会篡改甚至获取秘密信息，而且它们的行为不会被发现。

综上所述，现有技术存在的问题是：

已有的受控的量子安全直接通信协议在进行安全性分析时，主要考虑了在没有控制者的许可下接受者不能恢复秘密信息及外部窃听者不能获得秘密信息等两个方面的安全性，它们以控制者诚实可信为前提进行研究，但实际上很多时候，控制者不一定诚实可信，控制者也可能会有一些以篡改或获取秘密信息为目的的恶意行为，而且这种行为可能不会被发现，因此，以控制者诚实可信为前提的受控的量子安全直接通信协议是不安全的。

解决上述技术问题的难度和意义：

为了解决上述问题，本发明提出了一个防篡改的受控的量子安全直接通信协议。在本发明提出的方案中，没有控制者诚实的假设前提，也就是说控制者可以不诚实。本发明提出的协议可以很容易的发现控制者的篡改行为，同时可以抵御基于隐形传态的伪光子攻击，也可以验证两个参与者(发送者和接收者)的身份。

发明内容

针对现有技术存在的问题，本发明提供了一种防篡改的受控的量子安全直接通信方法及系统。