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[发明专利]异步配对的测量设备无关量子会议密钥协商方法及系统-CN202311027247.8在审
发明人： 尹华磊;陆玉硕;陈增兵 -专利权人：南京大学
申请日： 2023-08-16 - 公布日： 2023-09-22 - 主分类号： H04L9/08 文献下载
摘要：本发明公开了一种异步配对的测量设备无关量子会议密钥协商方法及系统，通过使用异步配对技术来实现时间‑相位编码的多光子纠缠态测量，从而实现可以移除探测端漏洞的量子会议密钥协商。相较于现有的测量设备无关量子会议密钥协商，本发明突破了量子通信直接传输极限，能够提供更高的安全码率和更远的传输距离，码率随着信道衰减呈线性衰减，且可以拓展到N方用户（N≥3）。在探测端计数率较高时，本发明可以采用较短的时间间隔随机匹配，避免了对信道传输相位漂移的校准，降低了实验要求，大大提高了安全性和实用性，并节约了实验成本。
异步配对测量设备无关量子会议密钥协商方法系统

[发明专利]一种基于异步双光子干涉的量子指纹识别方法及系统-CN202310935139.4在审
发明人： 尹华磊;曹啸宇;陈增兵 -专利权人：南京大学
申请日： 2023-07-28 - 公布日： 2023-09-05 - 主分类号： G06V40/12 文献下载
摘要：本发明公开了一种基于异步双光子干涉的量子指纹识别方法及系统，方法包括以下步骤：第一参与者与第二参与者分别持有n位原始比特串，根据预先决定的纠错码，使用纠错码的编码过程分别生成m位比特串；然后第一参与者与第二参与者分别制备相干态光脉冲，再根据m位比特串对相干态光脉冲进行相位调制，再将脉冲衰减至单光子级别，从而产生脉冲；接着将产生的脉冲由光纤发送给第三方裁判进行干涉测量。本发明采用两个独立相干态进行干涉测量，将一段时间内相邻的两次探测事件匹配成对，作为判断信息是否一样的依据，与现有技术方案相比实验装置简单，大大降低了实现难度，而且还实现了两个独立用户的量子指纹识别，保证了安全性。
一种基于异步光子干涉量子指纹识别方法系统

[发明专利]一种基于相位编码的量子秘密共享方法和系统-CN202211496193.5有效
发明人： 尹华磊;申奥 -专利权人：南京大学
申请日： 2022-11-28 - 公布日： 2023-03-14 - 主分类号： H04L9/08 文献下载
摘要：本发明公开了一种基于相位编码的量子秘密共享方法和系统，属于量子秘密共享技术领域。针对现有方案的不足，本发明提出的量子秘密共享方法和系统只需要对弱相干态进行编码，移除了对纠缠资源的需求，降低了对于实验设备的要求；同时改进了编码方式，只需要调制固定的相位而不需要其他操作，降低了实施的技术难度，最终通过安全性分析，保证了无条件的安全性。
一种基于相位编码量子秘密共享方法系统

[发明专利]一种优化配对的测量设备无关量子密钥分发方法-CN202211322028.8有效
发明人： 尹华磊;谢元梅;李明阳 -专利权人：南京大学
申请日： 2022-10-27 - 公布日： 2023-03-10 - 主分类号： H04L9/08 文献下载
摘要：本发明公开了一种优化配对的测量设备无关量子密钥分发方法，本发明针对异步匹配的测量设备无关协议进行后匹配和参数估计的过程做出了创新性设计，具体的是我们通过预处理对部分强度信号进行了移去处理，并通过最优配对为最近邻配对的方式，能够在实际实施中完成高效配对，使得相位错误率接近理论最低值，用本发明提出的方法相比没有预处理的异步匹配测量设备无关量子密钥分发方法会得到更高的安全码率结果。
一种优化配对测量设备无关量子密钥分发方法

[发明专利]一种基于外差测量的四态量子密钥分发方法及系统-CN202110661084.3有效
发明人： 尹华磊;刘文博;陈增兵 -专利权人：南京大学
申请日： 2021-06-15 - 公布日： 2023-03-10 - 主分类号： H04L9/08 文献下载
摘要：本发明提出一种基于外差测量的四态量子密钥分发方法及系统，本发明在制备本振光和四种信号光时，四种信号光满足仅存在相位上的差别，而本振光仅与四种信号光的基准相位之间保持固定相位差，采用上述方式，只需要调制相位就可以进行编码。收发双方编码完毕后进行经典纠错，并在隐私放大环节采用基于凸优化和对偶问题的密钥率计算方法计算出安全密钥率，基于计算出的安全密钥率进行隐私放大，最终获得安全密钥。本发明降低了相位精准制备和相位反馈的难度；另一方面，系统发送信号光种类少且易于制备，简化了系统，能够超越其他连续变量量子密钥分发系统的安全传输距离与安全密钥率，实现更简易、更安全、更高效以及更远距离的密钥分发。
一种基于外差测量量子密钥分发方法系统

[发明专利]一种不需要隐私放大的量子数字签名方法及其系统-CN202211187002.7有效
发明人： 尹华磊;李炳宏;陈增兵 -专利权人：南京大学
申请日： 2022-09-28 - 公布日： 2023-02-28 - 主分类号： H04L9/08 文献下载
摘要：本发明公开了一种不需要隐私放大的量子数字签名方法及其系统，本发明对发送、测量量子态后形成的经典比特串进行纠错，纠错后的比特串构成共享的密钥，作为全域哈希函数的输入；再利用一次一全域哈希进行数字签名，可以在较低的计算资源消耗和延迟下提供一种一次完成对多比特消息的签名的量子数字签名方法，提高签名效率，弥补了因为隐私放大步骤引入大量计算资源耗费和高延迟的缺点。
一种不需要隐私放大量子数字签名方法及其系统

[发明专利]一种基于偏振编码的量子数字签名系统及方法-CN202111241902.0有效
发明人： 尹华磊;白峻林;富尧 -专利权人：南京大学;矩阵时光数字科技有限公司
申请日： 2021-10-25 - 公布日： 2023-02-14 - 主分类号： H04L9/08 文献下载
摘要：本发明公开了一种基于偏振编码的量子数字签名系统及方法，其中数字签名系统每次签名先生成密钥串，通过密钥串中随机选择部分密钥和随机数发生器中获取的随机数生成哈希函数，将消息输入哈希函数生成第一哈希值，并从剩下的密钥中选取部分密钥对第一哈希值和不可约多项式中除最高项以外每一项系数组成的字符串进行异或加密操作得到签名；该过程每次签名都更新哈希函数，对于消息的长度没有限制，这样消耗的通信资源有限，提升了数字签名的效率，增强了实用性；同时，本发明采用偏振编码的BB84协议方式生成安全密钥，在物理原理的层面上保证了密钥的无条件安全，利用无条件安全的密钥生成的数字签名，进而保证无条件安全。
一种基于偏振编码量子数字签名系统方法

[发明专利]一种边信道自由的量子密钥分发方法和系统-CN202110770406.8有效
发明人： 尹华磊;顾杰;陈增兵 -专利权人：南京大学
申请日： 2021-07-08 - 公布日： 2022-12-27 - 主分类号： H04L9/08 文献下载
摘要：本发明公开了一种边信道自由的量子密钥分发方法和系统，属于量子密钥分发技术领域。针对现有技术存在的不足，本发明提出一种边信道自由的量子密钥分发方法和系统，本方案给出的量子密钥分发协议发送端只需要使用弱相干光脉冲，同时测量设备端只需要进行干涉操作，在安全性分析上就可以保证绝对的安全性，本方案满足边信道自由的(side‑channel‑free)的性质，对发送端设备的不完美具有兼容性，同时，本方案既不需要对传输的信道进行监控，也具有测量设备无关的性质。在此基础上，本方案提高了密钥的传输抗噪性，密钥成码率与传输距离。
一种信道自由量子密钥分发方法系统

[发明专利]一种四强度测量设备无关密钥分发方法-CN202211177970.X有效
发明人： 尹华磊;白峻林;陈增兵 -专利权人：南京大学
申请日： 2022-09-27 - 公布日： 2022-12-09 - 主分类号： H04L9/08 文献下载
摘要：本发明公开了一种四强度测量设备无关密钥分发方法，本发明针对MDI‑QKD协议计算码率过程中估计单光子对增益的过程做出了创新性设计，具体的是我们对于来自协议两个信号发送端相干态的单光子成分做了分别估计，通过引入变量的方式，得到了比原始MDI‑QKD协议诱骗态方法更准确的单光子对增益估计，由于单光子对增益下限的估计方面优于原始MDI‑QKD协议诱骗态方法，因此本发明协议会得到更高的安全码率结果。
一种强度测量设备无关密钥分发方法

[发明专利]一种量子密钥协商方法、系统、量子数字签名方法、系统-CN202111348006.4有效
发明人： 尹华磊;李晨龙;富尧 -专利权人：南京大学;矩阵时光数字科技有限公司
申请日： 2021-11-15 - 公布日： 2022-10-04 - 主分类号： H04L9/08 文献下载
摘要：本发明提出一种量子密钥协商方法、系统、量子数字签名方法、系统。该密钥协商方法中引入不可信中继作为第三方，对发送端和接收端所发送的相干态和参考光分别进行干涉测量，并确定发送方和接收方的相位片差值PR；基于PR构建计算模型，根据不可信中继的测量结果和计算模型的计算结果，确定接收方对持有的比特串的翻转处理方式；最后发送方和接收方基于所持有的比特进行参数估计、纠错和隐私放大，得到双方的密钥。该密钥协商方法的安全性与测量设备无关，在不可信第三方存在的情况下也可以保证生成密钥的安全性。而在签名方法中，以该密钥协商方法得到的密钥生成Toeplitz矩阵，能够对最长264比特的消息生成数字签名，具有非常高的效率和实用性。
一种量子密钥协商方法系统数字签名

[发明专利]一种基于单光子对的双场量子密钥分发方法-CN202111436915.3有效
发明人： 尹华磊;谢元梅;陈增兵 -专利权人：南京大学
申请日： 2021-11-30 - 公布日： 2022-09-23 - 主分类号： H04L9/08 文献下载
摘要：本发明公开了一种基于单光子对的双场量子密钥分发方法，其对通信用户双方的发送概率和光强没有严格的数学约束，在实际的双场量子通信网络中，采用本发明方法，网络中的用户切换通信用户时，无需重新调制发送光强和概率就可以即时进行通信，并实现高的码率，很大地提高了量子网络中的通信效率；而且本发明方法能容忍高的基矢不匹配错误，在实际的量子通信中，由于用户可能位于复杂的地理位置而出现较大的基矢不匹配错误，使用本发明方法很大地提高了量子通信的鲁棒性。
一种基于光子量子密钥分发方法

[发明专利]一种量子数字签名方法及系统-CN202011278861.8有效
发明人： 尹华磊;陆玉硕;陈增兵 -专利权人：南京大学
申请日： 2020-11-16 - 公布日： 2022-09-23 - 主分类号： H04L9/08 文献下载
摘要：本发明提出一种高效率的量子数字签名方法及系统，本发明中，消息签名模块制备两个长度相等的不同量子态序列分别发送给消息认证模块和消息验证模块，然后采用数据后匹配的方法将消息认证模块和消息验证模块接收到的量子态序列关联起来，移除了需要消息认证模块和消息验证模块同时对消息签名模块发送的单个脉冲响应的条件。采用本发明所述的方案，消息认证模块和消息验证模块接收到的量子态经过后匹配后全部可用于成码，降低密钥损耗；另外，消息签名模块可以分开选择发送给其余两模块的脉冲参数和发送的量子态序列长度，可实施在信道不对称的场景。
一种量子数字签名方法系统

[发明专利]一种非对称的量子会议密钥协商方法及系统-CN202110226130.7有效
发明人： 尹华磊;李昭;陈增兵 -专利权人：南京大学
申请日： 2021-03-01 - 公布日： 2022-09-23 - 主分类号： H04L9/08 文献下载
摘要：本发明提供一种非对称的量子会议密钥协商方法及系统，本发明实施在任意两个发送端和接收端之间，且两个发送端到接收端之间的信道是非对称的。本发明在原有的三方量子会议密钥协商系统的基础上进行了改进，考虑了信道非对称场景，并提出优化的安全码率计算方法，大大提高非对称的量子会议密钥协商系统的实用性，使安全码率更高，传输距离更长。
一种对称量子会议密钥协商方法系统

[发明专利]一种基于探测后作差的量子随机数产生方法及系统-CN202210671742.1有效
发明人： 尹华磊;包彧;戴大海;王艳雷;陈增兵 -专利权人：南京大学;矩阵时光数字科技有限公司
申请日： 2022-06-15 - 公布日： 2022-09-13 - 主分类号： G06F7/58 文献下载
摘要：本发明公开了一种基于探测后作差的量子随机数产生方法及系统，其采用两个脉冲激光器进行干涉代替了连续激光器的自干涉，保证了相邻的探测数据之间没有关联性，使采样间隔不再成为限制随机数产生速率的因素，产生随机数的速率得到极大提升；而且使用探测后作差的方式，消除了探测数据概率分布的偏置；同时还采用了实时测量光强的方法，消除了光强波动对随机数带来的影响，简化了后处理过程；此外，本发明根据概率分布的不同性质，将电噪声与相位噪声进行分离，使数据后处理过程中能够得到更高的最小熵，从而提取更多的随机数资源。
一种基于探测后作差量子随机数产生方法系统

[发明专利]一种去中心化量子拜占庭共识方法-CN202210447552.1有效
发明人： 尹华磊;高睿琪;翁晨洵;陈增兵 -专利权人：南京大学
申请日： 2022-04-27 - 公布日： 2022-07-29 - 主分类号： H04L9/08 文献下载
摘要：本发明公开了一种去中心化量子拜占庭共识方法，方法包括消息广播阶段和消息整合阶段，其中消息广播阶段由多个消息分发轮组成，每个消息分发轮中由一个主节点向该轮中的其他副节点进行消息分发，而其他副节点对所收到的消息进行验证和记录，消息分发利用三方量子签名技术实现并由此保证防伪造性和防抵赖性；消息整合阶段由各个节点独立的利用majority函数对其手中的消息统计列表进行多轮统计整合，并决定最终输出的消息。本发明保证最终所有好节点即非恶意节点将输出一致的共识结论；且当一个好节点作为初始主节点的情况下，能保证最终所有好节点一致输出的消息也正是该好初始主节点在初始消息分发轮所分发的值。
一种中心量子拜占庭共识方法

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