[发明专利]基于Bell态的半量子隐私比较方法

权利要求书

1.一种基于Bell态的半量子隐私比较方法，其特征在于：在一个半忠诚的量子TP的帮助下，经典参与者可以在不泄露他们秘密信息的情况下比较他们秘密的相等性；TP是半忠诚的，意味着他被允许按照自己意愿错误行事但不能与其他方合谋；共包括以下七个过程：

S1)首先，Alice和Bob通过SQKD方法共享一个长度为L的密钥串K；这里，K_i表示K的第i个比特，K_i∈{0,1}并且i＝1,2,…,L；与此同时，Alice和Bob通过随机数生成器分别制备长度为2L的生密钥RA和RB；这里，RA_j和RB_j表示RA和RB的第j个比特，RA_j,RB_j∈{0,1}；经典参与者Alice和Bob各自的秘密信息用X和Y表示；X和Y的二进制分别表示为(x_L,x_L-1,…,x₁)和(y_L,y_L-1,…,y₁)；

S2)TP随机地从式(1)所示的四种Bell态|φ⁺,|φ^-,和中选出2L个Bell态；TP将这些粒子分成两个粒子序列S_A和S_B；S_A是由所有Bell态中的第一个粒子构成的，而S_B是由所有Bell态中S_A的第二个粒子构成的；在这之后，TP将序列S_A发送给Alice，S_B发送给Bob；

S3)在接收到所有的粒子之后，根据RA_j和RB_j的值Alice和Bob选择相应的操作模式；如果RA_j＝0和RB_j＝0，那么Alice和Bob选择反射模式；如果RA_j＝1和RB_j＝1，那么Alice和Bob选择翻转模式；具体的，在反射模式下，Alice和Bob将粒子直接返回给TP；在翻转模式下，Alice和Bob在经典基下对接收的粒子进行测量，并制备与测量结果相反状态的粒子；如果测量结果是|0和|1，那么Alice和Bob制备新的粒子|1和|0；在这之后，Alice和Bob将自己手上的粒子进行重新排序并将这些粒子发送给TP；

S4)TP告知Alice和Bob她已经收到所有的粒子；在这之后，Alice和Bob分别公布他们所发送粒子的顺序；因此，TP可以将粒子的顺序恢复到她在步骤S1制备时的原始顺序；在这之后，TP对收到的粒子进行Bell态测量；根据初始Bell态和测量结果的不同，TP用RT_j来表示他们的关系，其对应关系为：如果初始Bell态是|φ⁺或|φ^-而测量结果是|φ⁺或|φ^-，那么RT_j＝0；如果初始Bell态是|φ⁺或|φ^-而测量结果是或那么RT_j＝1；如果初始Bell态是或而测量结果是或那么RT_j＝0；如果初始Bell态是或而测量结果是|φ⁺或|φ^-〉，那么RT_j＝1；

S5)TP随机选择L个粒子来进行窃听检测；然后她发信号通知Alice和Bob公布他们在所选粒子上所做的操作；之后Alice和Bob公布他们在这些粒子上所选择的操作，然后TP计算错误率；如果量子信道中没有窃听者，则会产生两种结果；当Alice和Bob选择相同的操作模式时，RT_j应为0，当Alice和Bob选择不同的操作模式时，RT_j应为1；也就是说，Alice和Bob的操作信息RA_j和RB_j与RT_j的对应关系为：如果错误率高于阈值，则通信将终止；否则通信继续；

S6)在用于安全检测的粒子丢弃之后，剩余的RA_j,RB_j和RT_j分别表示为RA_i′,RB_i′和RT_i′，这里，i＝1,2,...,L；显然，在这之后，Alice和Bob用RA_i′和RB_i′作为一次密码本来加密他们各自的秘密；Alice和Bob计算和并公布MA和MB给TP，这里，MA＝[MA₁,MA₂,...,MA_L]，MB＝[MB₁,MB₂,...,MB_L]；

S7)对于i＝1,2,...,L：TP计算如果R_i≠0，那么TP可以推断出X≠Y，并结束通信；否则的话，令i＝i+1，重新开始执行本步骤；如果对于所有的i，R_i＝0都成立，那么TP可以得出X＝Y；最后，TP告诉Alice和Bob比较的结果。