[发明专利]基于d级单粒子态的树型多方半量子秘密共享方法

摘要

本发明将半量子秘密共享概念推广到d级量子系统，提出一种基于d级单粒子态的树型多方半量子秘密共享方法。在本发明的方法中，量子方制备的粒子是以树型方式传输，经典方不需要具备测量能力。本发明的方法对于一些著名的攻击是安全的，如截获‑重发攻击、测量‑重发攻击、纠缠‑测量攻击和参与者攻击。

主权项

1.一种基于d级单粒子态的树型多方半量子秘密共享方法，实现一方与n方之间共享一个秘密；量子方制备的粒子是以树型方式传输；经典方不需要具备测量能力；共包括以下六个过程：S1)P₀制备n组2L个d级单粒子态，分别表示为S₁,S₂,...,S_n；这里，S_j(j＝1,2,...,n)中的每个d级单粒子态从集合C₁中随机选择；S_j中的粒子分别被表示为其中字母i代表S_j中d级单粒子态的顺序，i＝1,2,...,2L；同时，P₀制备另外n组2L个d级单粒子态，分别表示为T₁,T₂,...,T_n；这里，T_j(j＝1,2,...,n)中的每个d级单粒子态从集合C₂中随机选择；T_j中的粒子分别被表示为其中i＝1,2,...,2L；然后，P₀随机将T_j插入S_j来构成G_j；最后，P₀将G_j发送给P_j；S2)在P_j(j＝1,2,...,n)已经收到G_j的所有粒子后，她对它们施加量子底特移位操作；为描述方便起见，施加在S_j中第i个粒子的量子底特移位操作被记为其中i＝1,2,...,2L；在P_j的编码操作后，粒子的状态被改变为为简便起见，这些粒子被记为其中类似地，施加在T_j中第i个粒子的量子底特移位操作被记为其中在P_j的编码操作后，粒子的状态保持不变；最后，在置乱手中的所有粒子后，P_j将它们发送回P₀；S3)在P₀已经收到来自P_j(j＝1,2,...,n)的所有粒子后，P_j通过公开信道宣布序列中粒子的顺序；然后，P₀检测量子信道中是否存在一个窃听者；也就是说，P₀选择正确的基测量T_j的粒子；如果量子信道没有窃听者，她的测量结果应当与她制备的相应初始态一样；在这种情况下，她将进行下一步，否则，她将终止通信并重新开始整个过程；S4)在丢弃T_j(j＝1,2,...,n)中的粒子后，P₀选择正确的基测量S_j的粒子；这里，测量结果被表示成然后，P₀按照如下过程检测量子信道是否存在一个窃听者；首先，P₀从S_j中随机选择L个粒子并向P_j宣布这些粒子的位置；然后，P_j向P₀宣布这些选中粒子的相应的通过比较和的值，P₀能计算出错误率；如果量子信道不存在一个窃听者，的值应当与的值相等；如果错误率超过阈值，将重新开始整个过程，否则，将执行到下一步；S5)在S_j(j＝1,2,...,n)中用于安全检测的粒子被丢弃后，S_j中只剩下L个粒子；P₀计算l＝1,2,...,L，其中l代表S_j中剩余粒子的顺序；然后，P₀将她的秘密m_l加密成并计算最后，P₀向P₁,P₂,...,P_n公布M_l和V_l；S6)P₁,P₂,...,P_n一起合作计算l＝1,2,...,L；根据M_l、V_l和H_l，P₁,P₂,...,P_n通过计算能一起恢复出秘密m_l。