[发明专利]一种基于链式相控加密操作的量子双重签名的方法

说明书

本发明公开了一种基于链式相控加密操作的量子双重签名的方法，该方法包括：第一通信者制备相干态的第一盲化信息以及制备相干态的第二盲化信息，并根据链式相控加密操作对第二盲化信息和第一盲化信息分别进行签名得到第二签名信息和第一签名信息；再将第二签名信息和第一签名信息进行连接生成相干态的第三信息，并进行链式相控加密操作获得量子双重签名后发送给第二通信者，第二通信者按照预设相控解密操作解密量子双重签名得到第二签名信息和第一签名信息，对第一签名信息进行验证以及将第二签名信息发送给第三通信者，供第三通信者验证第二签名信息。本发明通过上述方法，加强了签名中相干态之间的关系，提高了电子签名的安全性。

技术领域

本发明属于数字签名技术领域，尤其涉及一种基于链式相控加密操作的量子双重签名的方法。

背景技术

经典双重签名常应用于电子支付系统当中，它能够将两个欲发送给不同参与者的签名连接在一起，然后两个接收者分别验证欲发送给自己的信息的签名，使交易顺利进行并确保安全付款。经典双重签名方案利用数据标准加密(Date Encryption Standard，DES)等传统加密算法来加密，然而这些经典签名方案存在安全隐患。量子密码是量子力学与经典密码相结合而产生的一种新的密码学分支。基于测不准原理和量子不可克隆定理，量子密码具有无条件安全性和对窃听的可检测性。将经典双重签名扩展到量子双重签名，则能够利用量子密码的特性来保证信息和签名的安全，提高电子交易的安全性。

但是目前为止的大多数量子签名方案所使用的加密方法是量子一次一密(Quantum One-time Pads,QOTP)。一些研究发现部分利用QOTP的仲裁量子签名(Arbitrated quantum signature，AQS)方案中比较容易发生伪造攻击。一方面，因为QOTP通过量子比特加密量子比特，并且密钥位之间彼此独立。另一方面，泡利(Pauli)操作之间彼此对易或反对易，即可以经过运算相互转换。正因为这两个原因，部分仲裁量子签名方案存在一定的安全漏洞。因此需要设计新的加密方法来保证签名的安全。

发明内容

为克服已有技术的缺陷，本发明提供一种基于链式相控加密操作的量子双重签名的方法，可以提高电子签名的安全性，相较于经典双重签名以及现有的量子签名方法具有更佳的安全性能。

本发明提供一种基于链式相控加密操作的量子双重签名的方法，该方法包括：

步骤1：基于量子密钥分配协议以及预设目标密钥获取方法，参与通信的通信者获取对应目标密钥；

其中，目标密钥长度为N，目标密钥中每一位的取值范围为[1，N]之间的整数，且每一位的取值是不相同的，N为大于或等于1的整数；

第一通信者和第二通信者分别获取第一目标密钥，第一通信者和第三通信者分别获取第二目标密钥，第二通信者与第三通信者分别获取第三目标密钥，

其中，第一目标密钥、第二目标密钥以及第三目标密钥的长度分别为x+y，y，y；

x、y为大于或等于1的整数；

步骤2：第一通信者依据预设序列并采用幺正位移算法作用于真空态的方法将信息转换为以相干态形式表达的盲化信息，并发送给其余通信者；

所述信息是第一通信者待发送给其余通信者的信息；

其中，第一通信者依据长度为x比特的预设第一序列并采用幺正位移算法作用于真空态的方法将长度为x比特的第一信息转换为以相干态形式表达的第一盲化信息，并发送给第二通信者；以及依据长度为y比特的预设第二序列并采用幺正位移算法作用于真空态的方法将长度为y比特的第二信息转换为以相干态形式表达的第二盲化信息，并发送给第三通信者；

步骤3：第一通信者基于链式相控加密操作获取第一盲化信息的第一签名信息和第二盲化信息的第二签名信息；