[发明专利]一种量子数字混合签密方法

权利要求书

1.一种量子数字混合签密方法，其特征在于，所述方法包括：

签密方与接收方进行密钥协商，各自分别获得第一哈希函数密钥和第一密钥，签密方与验签方进行密钥协商，各自分别获得第二哈希函数密钥和第二密钥；

签密方利用协商出的密钥对消息明文进行混合签密操作，将得到的混合签名发送给接收方；

接收方将收到的混合签名和其与签密方协商出的两组密钥发送给验签方；

验签方将其与签密方协商出的两组密钥发送给接收方；

接收方和验签方分别对混合签名进行签密验证，双方都验证通过时，签密成功，否则重新执行签密过程。

2.根据权利要求1所述的一种量子数字混合签密方法，其特征在于，所述混合签密操作包括如下步骤：

(1)签密方从本地获取一组随机数用于生成一个不可约多项式；

(2)签密方利用与接收方和验签方协商出的第一哈希函数密钥和第二哈希函数密钥得到签密方的用于生成哈希函数的第三哈希函数密钥；

(3)签密方选择不可约多项式和第三哈希函数密钥生成基于线性移位寄存器的哈希函数；

(4)签密方使用所述哈希函数对明文消息进行哈希运算，得到明文摘要；

(5)签密方将明文消息、明文摘要和不可约多项式中除最高项以外每一项的系数组成的字符串按照预设的规则进行混合，得到混合摘要；

(6)签密方利用与接收方和验签方协商出的第一密钥和第二密钥得到签密方的用于加密的第三密钥；

(7)签密方使用第三密钥对混合摘要进行无条件安全加密，得到混合签名。

3.根据权利要求2所述的一种量子数字混合签密方法，其特征在于，所述不可约多项式的生成过程为：

1)首先，依次用随机数的每一位对应多项式中除最高项以外每一项的系数，生成一个GF(2)域中的多项式，最高项的系数为1；

2)然后，验证此多项式是否为不可约多项式，若验证结果为“否”，则从签密方的本地重新获取另一组随机数，作为新的随机数返回步骤1)重新生成多项式并验证；若验证结果为“是”，则停止验证，得到不可约多项式。

4.根据权利要求3所述的一种量子数字混合签密方法，其特征在于，所述验证多项式是否为不可约多项式的方法为：

依次验证是否成立，其中表示对取整，若对所有的i均验证通过，则p(x)是GF(2)上的n阶不可约多项式；其中gcd(f(x)，g(x))表示GF(2)上f(x)和g(x)的最大公因式，f(x)和g(x)指两个任意多项式。

5.根据权利要求3所述的一种量子数字混合签密方法，其特征在于，所述验证多项式是否为不可约多项式的方法为：

验证条件(1)(2)是否同时成立，其中表示的余式和x mod p(x)的余式相同，d是n的任意素因子，gcd(f(x)，g(x))表示GF(2)上f(x)和g(x)的最大公因式，f(x)和g(x)指两个任意多项式，当同时满足这两个验证条件时，则p(x)是GF(2)上的n阶不可约多项式。

6.根据权利要求3所述的一种量子数字混合签密方法，其特征在于，在步骤1)之前，若随机数的最后一位为0，则令随机数的最后一位为1；或若n位随机数的最后一位为0，则重新生成随机数直至生成的随机数最后一位为1。

7.根据权利要求2所述的一种量子数字混合签密方法，其特征在于，所述哈希函数为基于线性移位寄存器的托普利兹矩阵哈希函数。