基于单向传输回路的多方量子密钥协商方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN105846999A(43)申请公布日2016.08.10(21)申请号201610302156.4(22)申请日2016.06.14(71)申请人泰山学院地址271000山东省泰安市迎宾大道中段(72)发明人尹逊汝刘伟彦(74)专利代理机构泰安市泰昌专利事务所37207代理人翟灿鹏(51)Int.Cl.H04L9/08(2006.01)权利要求书2页说明书5页附图2页(54)发明名称基于单向传输回路的多方量子密钥协商方法(57)摘要本发明提出了一种基于单向传输回路的多方量子密钥协商方法，属于信息安全技术领域。步骤如下，首先参与通信的所有用户通过制备EPR对来生成两单粒子序列，并按约定规则将各自私钥编码进其中一个序列，对另一序列在随机混入诱骗粒子后按顺序同时发送至下一用户；信道检查通过后所有接收方剔除诱骗粒子，把自己的密钥按约定规则编码进接收序列，随后也随机加入诱骗粒子并按顺序同时发送至下一用户，若能通过信道检查，该步骤可一直进行到最后一轮循环，即粒子接收方在编码自己私钥后混入诱骗粒子并发送至第一轮循环中的初始发送方；再利用Bell测量，每一用户均可获得其余所有用户密钥值的模2和，最后结合自己密钥即可建立最终协商密钥。CN105846999ACN105846999A权利要求书1/2页1.基于单向传输回路的多方量子密钥协商方法，其特征在于:包括如下步骤：1)第一轮循环：参与通信的N个用户各自制备n个EPR对|ψ+>，并依次取出每个对中的粒子形成两个单粒子序列；每一方在对其中一个粒子序列随机混入诱骗粒子后发送其至下一用户；对另一序列则根据约定的编码规则1把自己随机生成的密钥编码进该序列并保留在自己手中；2)信道安全检查：收到混合粒子序列的用户与发送方进行信道安全检查，若通过则执行下一步，否则放弃通信；3)第二轮循环：收到混合粒子序列的用户在剔除诱骗粒子后根据编码规则2把自己的密钥编码进该序列，随后再随机混入诱骗粒子并将此混合序列发送至下一用户；4)信道安全检查，与步骤2)相同，若通过执行下一步，否则放弃通信；5)第三轮循环：上一轮循环中接收到混合粒子序列的用户在剔除诱骗粒子后根据编码规则2把自己的密钥编码进该序列，随后随机混入诱骗粒子并把此序列发送至下一用户；类似前面所述步骤，若信道安全检查均通过，则一直执行到第N轮循环；6)第N轮循环：第N-1轮循环中接收到混合粒子序列的用户在剔除诱骗粒子后按照编码规则2把自己的密钥编码进该粒子序列，并在随机插入诱骗粒子后发送至下一用户即第一轮循环中粒子序列的初始发送方；7)通过信道安全检查后，第一轮循环中的粒子发送方在剔除诱骗粒子后，与原先一直保留的单粒子序列组成一个EPR对序列；在执行Bell测量后根据测量结果可获得其他N-1个用户密钥的模2加,此结果再与自己的密钥执行模2加运算即在所有用户间建立了最终共享密钥；其中参与通信的N个用户表示为u1,u2,…,uN，每一方随机生成一个经典比特串i＝1,2,…,N作为各自的密钥，这里n表示最终共享密钥长度，j＝1,2,…,n；四个EPR对记为生成密钥后各方约定编码规则如下规则1若密钥值为0，则对量子比特执行幺正操作I；否则执行幺正操作σx规则2若密钥值为0，则对量子比特执行幺正操作I；否则执行幺正操作iσy这里I＝|0><0|+|1><1|，σx＝|0><1|+|1><0|及iσy＝|0><1|-|1><0|。2.根据权利要求1所述的基于单向传输回路的多方量子密钥协商方法，其特征在于:在每一轮循环中，用户间粒子序列传送方向为用户ui→用户ui+1→…→用户uN→用户uN-1→…→用户u1→…→用户ui。3.根据权利要求1所述的基于单向传输回路的多方量子密钥协商方法，其特征在于:涉及信道安全检查的步骤描述如下，在确认接收方收到粒子序列后，发送方公布诱骗粒子的位置和相应的测量基；接收方根据发送方公布的信息进行测量，并随机公布一半诱骗粒子2CN105846999A权利要求书2/2页的测量结果，然后发送方公布剩余一半诱骗粒子的初态；双方通过比较测量结果来确定量子比特传输是否安全。4.根据权利要求1所述的基于单向传输回路的多方量子密钥协商方法，其特征在于:在步骤7)中初始粒子序列发送者ui(i＝1,2,…,N)获得的其他N-1个用户密钥值的模2加为再与自己的密钥Ki进行模2加运算，于是建立最终共享密钥3CN105846999A说明书1/5页基于单向传输回路的多方量子密钥协商方法技术领域[0001]本发明属于信息安全技术领域，涉及量子安全通信协议，具体的说是一种多方量子密钥协商方案，用以满足开放性网络中认证和安全会话的需求。背景技术[0002]在1994年Shor提出两个数学困难问题