[发明专利]一种基于单粒子的多方量子保密比较方法及系统

说明书

本发明公开一种基于单粒子的多方量子保密比较方法及系统，在一半可信第三方，即控制端的协助下，保证各个通信端通信信道的安全性，并且每个通信端通过对信号粒子的单粒子操作嵌入各自的秘密输入，根据公开信息即可获得各自秘密输入的排名，不仅保证了秘密输入的私秘性，而且基于单粒子即可实现保密比较，效率高，不仅简单实用，而且高效安全。

技术领域

本发明涉及量子信息技术领域，尤其涉及一种基于单粒子的多方量子保密比较方法及系统。

背景技术

作为密码学领域的一个重要原语协议，秘密比较是安全多方计算的一个主要分支，被广泛应用在电子商务和数据挖掘中，如秘密拍卖和交易，秘密的电子投票等。在一个简单的秘密比较协议中，两个参与者对他们各自拥有的财富(秘密数据)进行比较，但又不能揭露财富给任何人。经典秘密比较协议的安全性均是基于计算上的复杂度，易受到强大量子计算的攻击。

2009年，Yang等人提出第一个基于隐晦粒子和Einstein-Podolsky-Rosen(EPR)对的量子秘密相等性比较协议。随后，Chang等人于2012年将这一问题扩展推广到多方的情形，基于Greenberger-Horne-Zeilinger(GHZ)态粒子之间的关联性，提出了第一个多方量子保密比较协议。然而，该协议需要用到多粒子纠缠态，这在现有技术条件下是困难的。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：提供一种基于单粒子的多方量子保密比较方法及系统，简单实用并且高效安全。

为了解决上述技术问题，本发明采用的一种技术方案为：

一种基于单粒子的多方量子保密比较方法，包括步骤：

S1、控制端生成预设长度的信号粒子序列，每个粒子具有预设状态；

S2、将所述信号粒子序列在多个通信端之间进行依次传递，每一个通信端接收到信号粒子序列后，执行步骤S21-S23：

S21、从接收到的信号粒子序列中随机选取多个粒子作为第一样本，并随机选择预设的测量基对所述第一样本进行测量，得到并记录第一测量结果；

S22、生成一秘密随机数串，将所述秘密随机数串编码至删除了所述第一样本的信号粒子序列中；

S23、打乱经秘密随机数串编码后的信号粒子序列的顺序，若所述通信端是所述多个通信端中最后一个接收到信号粒子序列的通信端，则将打乱顺序后的信号粒子序列发送给所述控制端，否则，将打乱顺序后的信号粒子序列发送给下一个通信端；

S3、各个通信端将各自选取的样本粒子的位置以及顺序的打乱方式发送给所述控制端；

S4、所述控制端将各个通信端选取的第一样本的各个粒子的初始状态发送给对应的通信端；

S5、各个通信端根据第一样本的第一测量结果和初始状态确定验证其进行通信的量子信道是否安全，若是，则执行步骤S6；

S6、所述控制端根据各个通信端发送的顺序的打乱方式，对接收到的打乱顺序后的信号粒子序列进行重排，恢复出各个粒子的初始位置，得到重排后的信号粒子序列，将重排后的顺序发送给各个通信端，并选择预设的测量基对重排后的信号粒子序列进行测量，得到第二测量结果；

S7、各个通信端根据所述重排后的顺序重排各自的秘密随机数串，并利用各自重排后的秘密随机数串加密各自的私有数据集，将加密后的私有数据集发送给所述控制端；

S8、所述控制端根据所述重排后的信号粒子序列、所述第二测量结果和各个通信端加密后的私有数据集计算差值序列，将所述差值序列发送给各个通信端；

S9、所述各个通信端根据各自私密数据集中的数据以及所述差值序列确定所述数据在各个通信端中的所有私密数据中的排名。