[发明专利]一种连续变量双向身份认证方法、系统、设备及介质

说明书

本发明涉及连续变量量子保密通信技术领域，公开了一种连续变量双向身份认证方法、系统、设备及介质，利用测量设备无关的离散调制连续变量量子密钥分发过程完成通信双方的身份认证过程。认证双方首先通过可信安全信道的共享的非正交量子态序列，并建立量子态与离散调制连续变量量子信号的对应规则。认证双方根据规则发送认证密钥至不可信第三方，测量后的认证密钥与量子态所对应的连续变量粒子相比较，如果一致，则对方为合法用户。分析过程表明，提出的方法根据测量设备无关协议的离散调制连续变量量子密钥分发过程实现了通信双方的同时认证过程，不需要引入可信第三方，协议结构简单、高效并且安全性高，能够满足多用户的量子身份认证过程。

技术领域

本发明涉及连续变量量子保密通信技术领域，具体为一种连续变量双向身份认证方法、系统、设备及介质。

背景技术

由于社会生活中存在各种身份欺诈、消息伪造及信道篡改等现象，通信双方需要在通信之前建立可靠的认证系统。经典信息中以“物”的有效性证实个人身份的真实性及消息的完整性。量子身份认证系统利用量子不可克隆性及量子测不准原理对输入者的身份信息进行处理与预先存储的个人信息进行比较，从而对通信双方的身份信息进行肯定或者否定的判断。量子身份认证系统中的认证密钥的交换依靠量子密钥分发过程完成，量子密钥分发协议的有效提高了量子身份认证的安全性。

测量设备无关协议能够有效解决理想协议于实际系统之间设备缺陷引入的窃听攻击。为此关于测量设备无关协议的量子身份认证技术相继展开，但现有方案仅局限于单光子粒子纠缠特性，单光子脉冲包含的信息量少，无法满足多用户的量子身份过程。

发明内容

为了克服上述现有技术存在的缺陷，本发明的目的在于提供一种连续变量双向身份认证方法、系统、设备及介质，以解决现有技术中无法满足多用户的量子身份认证过程的技术问题。

本发明是通过以下技术方案来实现：

一种连续变量双向身份认证方法，用于认证方和被认证方之间的双向身份认证，所述方法包括如下步骤：

认证方和被认证方通过可信安全信道的共享非正交量子态序列建立共享密钥和共享非正交量子态序列与离散调制连续变量量子信号的对应信息；

认证方和被认证方从共享密钥中选择任意随机序列调制连续变量并确定为认证密钥；

认证方和被认证方根据量子态与离散调制连续变量量子信号的对应信息发送认证密钥至不可信第三方进行测量得到测量结果；

认证方和被认证方根据测量结果进行参数修正，并接收连续变量粒子，连续变量粒子与认证密钥比较，当认证密钥与量子态所对应的连续变量粒子一致，则认证方为合法用户，反之认证方为非法用户。

优选的，共享非正交量子态序列编码于线偏振态和圆偏振态的四态，即{|0,|1,|+,|-}之一。

进一步的，当共享非正交量子态序列为线偏振基时，以X基态制备连续变量粒子，分别为|α,|αe^jπ，对应共享密钥量子态为|0,|1；

当共享非正交量子态序列为圆偏振态时，以P基态制备连续变量粒子为对应共享密钥量子态为|+,|-。

优选的，认证方和被认证方从共享密钥中选择任意随机序列调制连续变量作为认证密钥，当共享认证密钥Ri为00，制备连续变量粒子的相位调制器的相角调制为0度；当共享认证密钥Ri为11，制备连续变量粒子的相位调制器的相角调制为180度；当共享认证密钥Ri为01，制备连续变量粒子的相位调制器的相角调制为90度；当共享认证密钥Ri为10，制备连续变量粒子的相位调制器的相角调制为270度。

优选的，不可信第三方进行测量过程如下：