[发明专利]一种基于类GHZ态具备身份认证功能的受控量子对话方法

说明书

本发明公开了一种基于类GHZ态具备身份认证功能的受控量子对话方法，包括信息发送者Alice、信息接受者Bob和管理者Trent，以及量子通信中的纠缠资源三粒子GHZ态，基于类GHZ态设计的受控量子对话方法如下：初始化阶段、通信对话阶段和控制对话阶段。充分利用了三粒子GHZ‑like态在不同基测量下表现出来的性质，通信的管理方Trent和合法的通信方Alice、Bob通过QKD的方法共享通信身份ID，并各自保密，通过安全性分析表明，该协议能够有效抵御截获‑重发、测量‑重发、纠缠‑测量攻击、中间人攻击等常见窃听行为，而且无信息泄露问题。特别地，该协议还能够制约管理员Trent发生作弊行为。最后，通过效率分析表明，该方案具有较高通信效率高的优点。

技术领域

本发明涉及量子安全通信技术领域，具体为一种基于类GHZ态具备身份认证功能的受控量子对话方法。

背景技术

近年来，量子安全直接通信(QSDC)由于其具备(On-site-detection-eve，ODE)在线探测窃听者的能力以及(Obliteration of information leakage before evedetection,OILBED)消除信息前泄露的能力，而成为量子信息技术中重要的研究方向，研究者利用单光子，或者Bell态、GHZ态、Cluster态等纠缠资源，设计出了很多具有实际应用意义的量子安全直接通信方法，目前大部分的量子对话方法，都只是考虑到点对点的双向通信，要使得量子对话方法更具实用意义，推广到量子对话网络，便要考虑到引入通信管理方的情况，为此我们提出一种基于类GHZ态具备身份认证功能的受控量子对话方法用于解决上述问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于类GHZ态具备身份认证功能的受控量子对话方法，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种基于类GHZ态具备身份认证功能的受控量子对话方法，包括信息发送者Alice、信息接受者Bob和管理者Trent，以及量子通信中的纠缠资源三粒子GHZ态，Alice和Trent通过QKD的方法共享他的通信身份IDK_AT；Bob和Trent通过QKD的方法共享他的通信身份IDK_BT；三方对各自共享的通信身份ID保密，所述三粒子GHZ态如表达式(1)：对GHZ态中的三个粒子执行一幺正Hadamard操作H，得到GHZ-like态，如表达式(2)：

基于表达式(2)所表示的GHZ-like态设计的受控量子对话方法如下：

A初始化阶段

(I1)管理者Trent制备N+D+K组上述的GHZ-like态，将这N+D+K组GHZ-like态表示为：

[P₁(1),P₁(2),P₁(3)；P₂(1),P₂(2),P₂(3)；....；P_N(1),P_N(2),P_N(3)；....；P_N+D+K(1),P_N+D+K(2),P_N+D+K(3)]，制备出N+D+K组GHZ-like态后，Trent从每组GHZ-like态取出粒子，组成三组粒子序列并制备一定数量且随机地处于{|0,|1,|+,|-}的两组单光子态|D，并将其作为诱骗光子随机夹杂到其中的两组粒子形成粒子序列S_A和S_B，并将制备好的三组粒子序列中的S_A序列发给Alice，S_B序列发给Bob，自己保留粒子序列S_T；

(I2)Alice和Bob收到粒子序列之后，进行第一部分安全性校验；