[发明专利]一种基于可信第三方的量子同态加密密文检索的方法

说明书

本发明公开了一种基于可信第三方的量子同态加密密文检索的方法，首先用户请求可信第三方从用户数据中检索出特定数据；可信第三方根据用户的搜索请求制备相应的明文叠加态；然后由可信第三方和云服务器合作根据Grover迭代的次数对明文叠加态同态执行量子Grover算法；可信第三方测量搜索后的量子态，得到的测量结果就是搜索请求对应的解；然后可信第三方通过量子密钥分发技术和用户共享一串相同的密钥，并利用共享密钥加密测量结果，将加密后的测量结果发送给用户；用户再根据共享密钥对加密后的测量结果进行解密，得到所提搜索请求对应的解。该方法能有效提高密文检索的效率和安全性，实现快速安全的密文检索。

技术领域

本发明涉及量子密码学技术领域，尤其涉及一种基于可信第三方的量子同态加密密文检索的方法。

背景技术

随着云计算的发展，越来越多的用户将个人私有数据上传到云端进行存储，为了避免将个人私有数据暴露给云服务器，用户通常采用在上传私有数据之前对其进行加密的策略。密文检索是安全多方计算的一个重要研究方向，根据用户提出的搜索问题，如何让云服务器从加密数据中快速、安全地检索到正确解对应的数据，并且云服务器不知道这个数据的任何信息，是密文检索的核心问题。密文检索也被称为私有数据库查询，在医疗数据查询、股票信息查询等领域有着广泛应用。

基于同态加密算法的经典密文检索方法，其安全性主要依赖于求解数学问题的难度。然而量子Shor算法的出现能够在多项式时间内完成大数质因子分解，这给基于同态加密算法的经典密文检索方法的安全性带来了致命威胁。近十几年来，量子同态加密被广泛研究，其安全性由量子力学的基本原理所保障，不受量子算法的威胁。量子同态加密的过程为：用户对明文加密后将密文发送给云服务器，云服务器对密文执行评估算法后将评估结果返回给用户，用户对评估结果解密，得到的结果等于评估算法直接作用在明文上的结果。量子同态加密即可以保护用户的私有数据不被泄露，也可以保证云服务器完成用户的委托计算任务，具有很好的实用性，因此如何实现快速安全的密文检索、提高密文检索效率和安全性成为急需解决的问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种基于可信第三方的量子同态加密密文检索的方法，该方法利用可信第三方对用户所提搜索请求对应正确解的基态进行标记，使云服务器无法获得正确解的任何信息，从而有效提高密文检索的效率和安全性，实现快速安全的密文检索。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

一种基于可信第三方的量子同态加密密文检索的方法，所述方法包括：

步骤1、用户请求可信第三方从用户数据中检索出特定数据；所述特定数据是用户所提搜索请求对应的解；其中，所述可信第三方用于对明文叠加态中正确解的基态进行标记，并能执行量子加密和量子解密的操作；

步骤2、所述可信第三方根据所述用户的搜索请求制备相应的明文叠加态，并确定量子Grover算法中执行Grover迭代的次数；

步骤3、然后由可信第三方和云服务器合作根据Grover迭代的次数对所述明文叠加态同态执行量子Grover算法，得到搜索后的量子态；

步骤4、所述可信第三方测量搜索后的量子态，得到的测量结果就是用户所提搜索请求对应的解；

步骤5、然后所述可信第三方通过量子密钥分发技术和所述用户共享一串相同的密钥，并利用共享密钥加密步骤4得到的测量结果，将加密后的测量结果发送给所述用户；

步骤6、所述用户再根据共享密钥对加密后的测量结果进行解密，最终得到所提搜索请求对应的解。

由上述本发明提供的技术方案可以看出，上述方法利用可信第三方对用户所提搜索请求对应正确解的基态进行标记，使云服务器无法获得正确解的任何信息，从而有效提高密文检索的效率和安全性，实现快速安全的密文检索。

附图说明