量子对称加密密钥的搜索方法、装置、设备及介质.pdf

(19)国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN115913538A(43)申请公布日2023.04.04(21)申请号202211427966.4(22)申请日2022.11.15(71)申请人深圳量旋科技有限公司地址518000广东省深圳市福田区福保街道福保社区市花路创凌通科技大厦A座五层508-509室(72)发明人范高铭林跃锋郭聪冯冠儒项金根孟铁军(74)专利代理机构深圳众鼎汇成知识产权代理有限公司44566专利代理师彭彩霞(51)Int.Cl.H04L9/08(2006.01)权利要求书2页说明书10页附图3页(54)发明名称量子对称加密密钥的搜索方法、装置、设备及介质(57)摘要本申请涉及一种量子对称加密密钥的搜索方法、装置、设备及介质。该方法基于H门和旋转门将初始量子态转化为初始密钥叠加态，使用基态编码对明文进行编码得到明文量子态，使用预设的对称加密算法构建的量子加密电路加密明文量子态得到密文量子态，根据测量密文量子态的结果和明文的真实密文构建损失函数，调节初始旋转门的旋转角度参数使损失函数满足预设条件，确定此时旋转门的旋转角度参数，结合H门将初始量子态转换为搜索密钥叠加态，确定测量搜索密钥叠加态的结果中出现次数最多的密钥为搜索得到的密钥，实现通过量子计算的方式加密和测量，并使用损失函数的方式优化参数，降低了量子计算的复杂程度和对量子资源的占用。CN115913538ACN115913538A权利要求书1/2页1.一种量子对称加密密钥的搜索方法，其特征在于，所述搜索方法包括：基于H门和初始旋转门将初始量子态转化为初始密钥叠加态，使用基态编码对明文进行编码得到明文量子态；基于所述初始密钥叠加态，使用预设的对称加密算法构建的量子加密电路对所述明文量子态进行量子加密，得到对应的密文量子态，对所述密文量子态进行测量，得到第一测量结果；根据所述第一测量结果和所述明文对应的真实密文构建损失函数，基于所述损失函数对所述初始旋转门的旋转角度参数进行调节，使得所述损失函数满足预设条件；基于所述损失函数满足预设条件时所述初始旋转门的旋转角度参数和H门，将所述初始量子态转换为搜索密钥叠加态，对所述搜索密钥叠加态进行测量，得到第二测量结果，确定所述第二测量结果中出现次数最多的密钥为搜索得到的密钥。2.根据权利要求1所述的搜索方法，其特征在于，在确定所述第二测量结果中出现次数最多的密钥为搜索得到的密钥之后，还包括：基于所述搜索得到的密钥，使用所述预设的对称加密算法对所述明文进行非量子加密，得到加密后的密文；将所述加密后的密文与所述真实密文进行比较，得到比较结果；若所述比较结果为一致，则确定所述搜索得到的密钥为将所述明文加密为所述真实密文的真实密钥。3.根据权利要求2所述的搜索方法，其特征在于，在将所述加密后的密文与所述真实密文进行比较，得到比较结果之后，还包括：若所述比较结果为不一致，则调整所述预设条件，重复基于H门和初始旋转门将初始量子态转化为初始密钥叠加态，使用基态编码对明文进行编码得到明文量子态的步骤，直至所述比较结果一致。4.根据权利要求2所述的搜索方法，其特征在于，所述对所述密文量子态进行测量时的测量次数与所述对所述搜索密钥叠加态进行测量时的测量次数相同；在将所述加密后的密文与所述真实密文进行比较，得到比较结果之后，还包括：若所述比较结果为不一致，则调整所述测量次数，重复基于H门和初始旋转门将初始量子态转化为初始密钥叠加态，使用基态编码对明文进行编码得到明文量子态的步骤，直至所述比较结果一致。5.根据权利要求1所述的搜索方法，其特征在于，基于H门和初始旋转门将初始量子态转化为初始密钥叠加态，使用基态编码对明文进行编码得到明文量子态包括：获取明文的比特个数为n，构建2n量子比特的量子电路；在前n个量子比特中，每个量子比特对应的量子电路分别放置一个H门和一个初始旋转门，将初始量子态通过所述前n个量子比特对应的量子电路转化为初始密钥叠加态，所述初始旋转门的旋转角度均为0；通过基态编码将所述明文编码至后n个量子比特对应的量子电路上，得到明文量子态。6.根据权利要求5所述的搜索方法，其特征在于，根据所述第一测量结果和所述明文对应的真实密文构建损失函数包括：将所述第一测量结果为所述明文对应的真实密文的概率作为损失函数，所述损失函数2CN115913538A权利要求书2/2页如下：式中，表示将量子态在计算基上测量后得到结果为所述真实密文y的概率，表示所述明文量子态在后n个量子比特对应的量子电路上演化后得到的量子态。7.根据权利要求5所述的搜索方法，其特征在于，根据所述第一测量结果和所述明文对应的真实密文构建损失函数包括：获取所述明文对应的真实密文的量子态；将所述第一测量结果与所述真实密文的量子态之间的保真度作为损失函数，所述损