[发明专利]一种基于单光子的量子一票否决保密投票方法

说明书

本发明涉及一种基于单光子的量子一票否决保密投票系统及方法。系统包括：投票管理机构Bob，n个投票用户，经典量子融合认证信道和n+1个光分叉复用器OADM。方法包括如下步骤：步骤1、资格申请；步骤2、身份密钥共享；步骤3、量子态制备；步骤4、经典量子融合认证信道安全检测；步骤5、若经典量子融合认证信道是安全的，则进行投票；步骤6、计算选票；步骤7、否决票验证。本发明的量子一票否决保密投票方法具有匿名性、保密性、公平性和弱验证性，每个合法的投票者只能投一次选票，每一个投票者完全依据自己的意愿进行投票，保证了每一个投“否”的投票者可以匿名地验证其选票被合理的计算。

技术领域

本发明属于量子通信和信息安全领域，具体涉及一种基于单光子的量子一票否决保密投票方法。

背景技术

投票是日常生活中非常普遍的选举方式，投票机制规定了选民表达民意的方式，以及把这些民意转化成结果的方法。现有的投票机制多种多样，采用不同的投票机制往往会产生不同的投票结果，故投票机制的选取对投票结果有重要影响。“一票否决”是一种十分重要的投票机制，在我们的日常工作、学习、生活中用途广泛。

“一票否决权”是指在投票或表决中，只要有一张反对票，该候选人或者被表决的内容就会被否定。该表决体制在诸多投票或表决的过程中被应用，例如：在我国内外私募基金运作过程中，董事会与被投资公司可以自由约定使用“一票否决”机制，提高决策效率；在基层干部考核过程中引入“一票否决”机制，即在规定的多项任务中，有任意一项或者特定某项没有完成，则评估为整体不合格。这种考核机制的设置，使得政府在特定时期的重点工作得以突出，同时提高基层干部的工作积极性；PPP模式(政府与社会资本合作模式)中，通常在与公共利益有关的决策中设立“一票否决权”条款，包括股东一票否决权、董事一票否决权，确保双方的利益得到保护；在地下水水质考核过程中，对地下水样品水质的检测采用“一票否决”的形式估测整体水质，提高工作效率，降低人力投入和设备设施资源的负担；在国际事务中，“一票否决权”也起到了重要的作用，在联合国中安理会常任理事国具有对国际事务投票的“一票否决权”，此举可以保护少数群体，确保其权利不受侵害，防止“多数暴政”，并有效防止国家之间的冲突。

一票否决电子投票是一种典型的电子投票，通常用于需要全体投票用户通过的投票。例如：某个被提出的议案需要所有投票用户一致同意后方可生效。2003年，kiayias等人基于DDH假设和零知识证明，提出了一种一票否决电子投票方案。2006年，钟红等人利用多精度运算和安全多方求和，构造了一种基于半诚信模型的的电子投票方案。2009年，杨智勇等人基于上述两种方案，提出了一种不需可信第三方和密码学技术的一票否决电子投票方案，但此方案未能满足选票的完全保密性要求。

事实上，绝大多数经典密码体制的安全性都是基于一些数学难题的计算复杂性。例如：离散对数求解、大整数因子分解等无法在有效的时间内给出正确的解答结果。而量子计算机强大的并行运算能力可在有效时间内攻破这些计算难题，致使这些基于计算复杂性安全的经典密码体制面临着严重的安全威胁。

量子计算机是近些年量子技术高速发展下的产物，量子计算机是利用量子力学基本原理,以缠绕的量子态作为信息载体,利用量子态的线性叠加原理进行信息并行计算,比现有计算机的计算速度快，量子计算机的核心优势是可以实现高速并行计算。理论上说，量子计算机的计算能力是无穷的。

量子计算机惊人的计算效率和开发价值，使得量子计算技术成为目前最重要的高新技术之一。美国的IBM、谷歌均在量子计算机研制方面取得了重大进展，可见在不远的将来，量子计算机的应用将大大增加，而现有的电子投票方案在面对量子计算机的攻击时变得不再安全。

发明内容