[发明专利]量子信任模型构建方法及计算机可读存储介质

说明书

本发明属于量子通信网络技术领域，公开了一种基于节点信任评估的量子信任模型构建方法及系统，在可信中继网络中引入了信任第三方，利用TTP可以评估节点间的信任度；在节点之间进行通信之前，根据节点的属性计算节点的信任值，该信任值是通过量子纠缠和量子隐形传态得到的；通过计算节点的信任值，可判断节点是否可信。本发明在现有技术条件下能够实现较好效率的量子信任评估模型，通过使用六粒子GHZ态纠缠系统，能抵御量子信道中存在的噪音干扰；通过STP的操作，两个节点u和v之间的信任评估过程得到了较大的简化；通过使用QT，结合共享的密钥对，可以较大程度提升协议的安全性能。

技术领域

本发明属于量子通信网络技术领域，尤其涉及一种基于节点信任评估的量子信任模型构建方法及系统。

背景技术

目前，最接近的现有技术：现代信息社会中，基于复杂数学计算的经典密码体系为各种应用场景提供了安全保障。随着量子技术的快速发展，量子计算机的出现将会使现有的加密体系变得不堪一击。量子密码学基于量子力学的不确定性原理、量子测不准原理等物理特性，构建了无条件安全的密码体系。1984 年，Bennett和Brassard提出了第一个量子密钥分发协议，随后出现了量子秘密共享(quantum secretsharing,QSS)、量子隐形传态(quantum teleportation,QT)、量子安全直接通信(quantum secure directcommunication,QSDC)等应用协议。

量子通信网络是一种利用量子相干叠加态传输信息的新型网络。目前量子通信发展迅速，其理论框架已经形成，理论体系也日趋完善。它逐渐进入实用阶段。在过去的几十年里，学者们在量子通信网络方面做了一些开创性的工作。 1997年，Towsend研究了多党量子通信系统。2003，布拉萨德提出了一种基于波分复用(WDM)技术的量子密钥分发网络(QKD—N)。同年，古德曼等介绍了一种基于光纤通信系统的量子密钥分配方案。2004年，在国防高级研究计划局 (DARPA)的资助下，BBN公司开发了第一个量子密码通信网络，Brassard等人讨论了2004年WDM网络中基于纠缠态或非纠缠态的量子密钥分配对中继节点的要求。2005年，Kumavor等人提出了四种基于无源光网络的多用户量子密钥分配方案。2006年，朱昌华等人介绍了一种用于量子局域网的协议。2007年，邓富国等人提出的量子安全直接通信网络。2008年，欧洲联合12个欧盟国家的41 个合作伙伴，建立了第一个基于量子密码(SECOQC)量子通信网络的安全通信网络，并于2008年10月在维也纳展示了一个基于商业网络的安全量子通信系统。 2009年，Hong等人提出了一种基于纠缠交换的多用户量子密钥分配方案。2010 年，东京QKD被日本和欧洲的9家机构开发使用。2011年，Razavi提出了一种基于码分多址(CDMA)的多用户量子密钥分配方案。2012年，余旭涛等人提出了一种基于量子隐形传态的无线ad hoc量子通信网络路由协议方案。2013年，龚丽华等提出了一种新的基于量子安全直接通信的无源光网络(PON)虚拟Private 方案。2014年，潘建伟团队在全球首次实现了无条件安全的“量子比特承诺”，解决了通信终端之间的不信任问题。2015年，Li等人提出了一种独立于经典网络解的量子网络编码。2016年，Li等人还提出了一种基于二维和三维簇态的多单播量子网络编码方法。2017年，Mehic等人介绍了在网络仿真器ns-3中实现量子密钥分发网络仿真模块的方法。2018年，袁等提出了10mb/s的量子密钥分配方案，加速了量子通信网络的实现。

综上所述，现有技术存在的问题是：

(1)协议的粒子使用效率较低，导致协议的实用价值不足。

(2)协议的抗信道干扰能力较弱。容易导致量子资源在协议使用过程中退化，甚至塌缩。

(3)现有的量子信任评估模型步骤较为复杂。

(4)有的量子评估模型安全系数不高，不能抵御截获重发攻击等攻击策略，使得协议。

(5)现有的技术方案都没有考虑身份认证问题。