[发明专利]基于量子行走的身份认证方法及相关设备

权利要求书

1.一种基于量子行走的身份认证方法，其特征在于，包括：

参与身份认证的第一参与方和第二参与方通过量子密钥分发协议获取共享密钥，所述共享密钥长度为n，其中，n为正整数；

所述第一参与方和所述第二参与方基于所述共享密钥分别制备长度均为n的第一单光子序列和第二单光子序列，参与身份认证的第三方认证机构随机制备一组长度为n的单光子序列，作为第三单光子序列；

基于两硬币两点完全图构建量子行走系统，所述第三单光子序列中的单光子作为所述量子行走系统中的位置态，所述第一单光子序列中的单光子作为所述量子行走系统中的第一硬币，所述第二单光子序列中的单光子作为所述量子行走系统中的第二硬币，所述第三方认证机构将所述第三单光子序列中的每一个单光子与和其相对应的所述第一单光子序列中的单光子和所述第二单光子序列中的单光子顺次进行两步量子行走操作；

所述第三方认证机构通过选取匹配的测量基对经过两步量子行走的所述第三单光子序列进行测量，得到测量结果；

响应于确定所述测量结果与所述第三单光子序列的初始状态相同，则所述第一参与方和所述第二参与方的身份认证通过，若不同，则身份认证未通过。

2.根据权利要求1所述的身份认证方法，其特征在于，所述第一参与方和所述第二参与方基于所述共享密钥分别制备长度均为n的第一单光子序列和第二单光子序列，包括：

所述共享密钥表示为，

所述第一单光子序列表示为，

所述第二单光子序列表示为，

其中，与和的对应关系为1,2,…,n。

3.根据权利要求2所述的身份认证方法，其特征在于，所述第三方认证机构将所述第三单光子序列中的每一个单光子顺次与和其相对应的所述第一单光子序列中的单光子和所述第二单光子序列中的单光子进行两步量子行走操作，包括：

第三单光子序列表示为，所述第三方认证机构从所述中选取其中一个单光子，将其与中的单光子和中的单光子顺次进行两步量子行走操作，具体表示为

其中，为第一步量子行走的算符，为第二步量子行走的算符，为量子行走第一步时的受控移位算子，为量子行走第二步时的受控移位算子，C为硬币操作符。

4.根据权利要求1所述的身份认证方法，其特征在于，所述第三方认证机构通过选取匹配的测量基对经过两步量子行走的所述第三单光子序列进行测量，得到测量结果，包括：

所述第三方认证机构选取Z测量基对经过两步量子行走的所述第三单光子序列进行测量。

5.根据权利要求1所述的身份认证方法，其特征在于，所述响应于确定所述测量结果与所述第三单光子序列的初始状态相同，则所述第一参与方和所述第二参与方的身份认证通过，若不同，则身份认证未通过，包括：

响应于确定所述测量结果中的每一个数值均与所述第三单光子序列中对应单光子的初始状态相同，则所述第一参与方和所述第二参与方的身份认证通过，若所述测量结果中任意一个数值与所述第三单光子序列中对应的单光子不同，则身份验证未通过。