[发明专利]一种高效的量子隐私比较方法及系统

说明书

本发明属于通信网络技术领域，公开了一个高效的量子隐私比较方法及系统，在量子隐私比较协议中，只有半可信的server需要配置量子存储器、Bell态制备器、Bell态联合测量设备，而秘密信息比对双方只需配置测量和反射量子|0〉,|1〉态的量子设备就可以实现秘密信息的比对；在该协议运行过程中，半可信server可以由专门的量子服务器提供商提供，他只需严格遵照协议的要求执行，即使其记录协议通信过程中的数据，也无法获得用户的秘密信息。本发明的应用场景比现有协议易于实现，符合未来量子网络应用的实际场景，对量子通信网络的应用发展具有推动作用。

技术领域

本发明属于通信网络技术领域，尤其涉及一种高效的量子隐私比较方法及系统。

背景技术

目前，业内常用的现有技术是这样的：

随着量子通信网络的发展，量子通信的安全问题已成为当前业界研究的热点，而量子隐私比较问题是量子密码技术中亟待解决的难题之一。量子隐私比较是为了解决在不公开两方秘密信息的前提下，确定互不信任双方的秘密信息是否相等。量子隐私比较可以被应用于电子投票和电子拍卖等场景中，在保证用户隐私的前提下，实现信息的比对。

2009年Yang等基于EPR(Einstein-Podolsky-Rosen)对提出了第一个量子隐私比较协议，该协议基于哈希函数和酉操作实现了两方信息是否相等的比对，在协议执行过程中，需要实现量子信息的双向传递。在Yang工作的基础上，Chen等基于GHZ(Greenberger-Horne-Zeilinger)态提出了一个量子隐私比较协议，在该协议执行时需要一个半可信的第三方协助通信双方进行秘密信息比对。随后，基于Yang和Chen等的工作，研究人员提出了一系列的量子隐私比较协议。

基于对现有工作的分析，我们发现在设计量子隐私比较协议时，必须满足下述准则。

在通信双方Alice和Bob进行秘密信息比对时，需要第三方server的协助，该第三方至少是半可信的，即server要严格按照协议的过程执行，但是在执行过程中，他将记录所有的数据，以期窃取到Alice和Bob的秘密信息，但是server不能与外部攻击者或Alice和Bob进行合谋攻击。

server可以知道Alice的Bob的比较结果，及其具体的哪一位不同，但是不能获得Alice和Bob的任何秘密信息。

所有外部用户可以知道Alice的Bob的比较结果，但是不能获得Alice和Bob的任何秘密信息。

为了保证信息的安全性，可将秘密信息分成多个数据块，每次只比较秘密信息的一部分。

综上所述，现有技术量子隐私比较协议存在的问题是：

现有的一些量子隐私比较协议是基于量子密钥分发协议设计的，而量子密钥分发的前提是参与通信的双方是可信的，但是在量子隐私比较中参与通信的双方是不可信的，双方都希望额外获得对方的秘密信息。因此，基于量子密钥分发协议设计的隐私比较协议，存在秘密信息泄露的问题。

现有的量子隐私比较协议在实现时，除了第三方需要配置各种量子设备外，通信双方也需配置量子存储器、对各种不同量子态进行测量的量子测量设备、酉操作设备、甚至量子纠缠设备。这些量子设备都非常昂贵，无法大面积配备，因此这些量子隐私比较协议无法应用于实际应用场景，这就限制了量子安全通信应用的推进进程。

解决上述技术问题的难度和意义：

难度在于：

为了保证互不信任双方，能够平等的比较相互的秘密信息，需要在密钥建立时，保证协商的密钥是通信双方共同、平等地确定的，任意一方都无法单独控制生成密钥的值；在密钥生成前，任意一方都无法提前获知生成的密钥值。因此，如何在半可信第三方的协助下，实现通信双方密钥的平等协商，是一个难点。