[发明专利]一种基于纠缠粒子自动补偿的量子密码锁系统

摘要

本发明公开了一种基于纠缠粒子自动补偿的量子密码锁系统，该系统由密码生成系统和量子密码控制系统组成；当需要删除新用户时，需要首先对管理员用户拥有的密码生成系统生成的密码进行验证，验证通过后，管理员用户能够对已有用户进行删除。量子密码控制系统按照固定周期检查其量子存储模块中每个量子存储区域保存的剩余纠缠粒子数是否小于10000，当小于10000时，由量子密码控制系统对纠缠粒子进行补充。本发明提出的一种基于纠缠粒子自动补偿的量子密码锁系统，能够实现纠缠粒子自动补偿，并拥有了删除已有用户功能。

主权项

1.一种基于纠缠粒子自动补偿的量子密码锁系统，其特征在于包括密码生成系统和量子密码控制系统；量子密码控制系统包括量子纠缠对分配模块、量子测量模块、按键模块、光纤通信模块、微处理器模块、液晶显示模块、经典存储模块、量子存储模块和无线收发模块；将量子密码控制系统的量子存储模块区间划分为V个量子存储区域，对存储区域按照1、2...、V的顺序对其进行编号；量子密码控制系统中当前已有的用户数用U表示，将U的数值保存在其经典存储模块中；量子密码控制系统对应的第i号量子存储区域中保存的剩余纠缠粒子数用Z_i表示，其中1≤i≤U；将Z_i的数值保存在量子密码控制系统的经典存储模块中；密码生成系统包括量子测量模块、按键模块、光纤通信模块、微处理器模块、液晶显示模块、经典存储模块、量子存储模块和无线收发模块；密码生成系统对应的量子存储模块中保存的剩余纠缠粒子数用Y表示，将Y的数值保存在其经典存储模块中；其特征在于，所描述的基于纠缠粒子自动补偿的量子密码锁系统包括如下步骤：步骤11，删除用户功能；在基于纠缠粒子自动补偿的量子密码锁系统中，只有管理员用户能够在系统中删除用户；当需要删除新用户时，需要首先对管理员用户拥有的密码生成系统生成的密码进行验证，验证通过后，管理员用户能够对已有用户进行删除；步骤12，当用户使用自己拥有的密码生成系统多次开锁后，会导致密码生成系统中包含的纠缠粒子数量减少，一旦其包含的纠缠粒子数耗尽，该用户将无法再使用自己的密码生成系统开锁；因此，量子密码控制系统按照固定周期检查其量子存储模块中每个量子存储区域保存的剩余纠缠粒子数是否小于10000，当小于10000时，由量子密码控制系统对纠缠粒子进行补充；在步骤11中，主要包含如下步骤：步骤111、管理员用户通过其拥有的密码生成系统的按键模块输入密码生成命令，密码生成系统的微处理器模块收到命令后，从其经典存储模块中读取剩余纠缠粒子数Y，从自己的量子存储模块中取出m个纠缠粒子，将Y的数值减去m，将Y的数值保存在其经典存储模块中；对取出的每个纠缠粒子以和作为基矢进行量子测量，如果测量的结果为，则在其液晶显示模块上显示0；如果测量的结果为，则在其液晶显示模块上显示1；则对m个纠缠粒子完成量子测量后，可以得到m个测量结果，在其液晶显示模块上会得到一个包含m个数字的数字序列，，的数值为0或者1；步骤112、通过量子密码控制系统的按键模块输入管理员用户得到的数字序列，量子密码控制系统的微处理器模块收到数字序列后，将其存储在自己的经典存储模块中；步骤113、量子密码控制系统从自己量子存储模块的1号量子存储区域中取出m个纠缠粒子，从量子密码控制系统的经典存储模块中读取剩余纠缠粒子数Z₁，将Z₁的数值减去m，将Z₁的数值保存在量子密码控制系统的经典存储模块中；对取出的每个纠缠粒子以和作为基矢进行量子测量，如果测量的结果为，则在其液晶显示模块上显示0；如果测量的结果为，则在其液晶显示模块上显示1；则对m个纠缠粒子完成量子测量后，可以得到m个测量结果，在其液晶显示模块上会得到一个包含m个数字的数字序列，，的数值为0或者1；步骤114、量子密码控制系统对数字序列和存储在其经典存储模块中的数字序列进行比较，完成密码验证；如果密码验证通过，则执行步骤115；如果密码验证不通过，则执行步骤119；步骤115、假定待删除用户在量子密码控制系统的量子存储模块中对应的量子存储区域序号为i，则管理员通过量子密码控制系统的按键模块输入需要删除用户的序号i，量子密码控制系统清除其量子存储模块的第i号量子存储区域中保存的纠缠粒子，执行步骤116；步骤116、读取量子密码控制系统经典存储模块中保存的当前用户数U，如果i<U，执行步骤117；如果i大于等于U，执行步骤118；步骤117、将量子密码控制系统的量子存储模块中第i+1号量子存储区域中的纠缠粒子取出，然后将取出的纠缠粒子存入到第i号量子存储区域中，将i的数值加1，执行步骤116；步骤118、如果需要继续删除已有用户，执行步骤115；如果不需要继续删除已有用户，执行步骤119；步骤119、用户删除结束；在步骤114中，主要包含如下步骤：步骤1141、假定，从数字序列中取出第个数字；从数字序列中取出第个数字；执行步骤1142；步骤1142、从数字序列中取出的数字用A表示，从数字序列中取出的数字用B表示；如果A等于1，B等于0，执行步骤1143；如果A等于0，B等于1，执行步骤1143；如果A、B的数值相等，将k的数值设置为0，执行步骤1144；步骤1143、如果，则将的数值加1，从数字序列中取出第个数字，从数字序列中取出第个数字，执行步骤1142；如果，将k的数值设置为1，执行步骤1144；步骤1144、如果k等于1，则密码验证通过；如果k等于0，则密码验证不通过；在步骤12中，主要包含如下步骤：步骤121、量子密码控制系统设置计时器T1，i的初始值设置为1，量子密码控制系统启动计时器T1；步骤122、如果计时器T1超时，执行步骤123；如果计时器T1没有超时，等待T2时间后，重复执行步骤122；步骤123、量子密码控制系统从经典存储模块中读取第i个量子存储区域对应的剩余纠缠粒子数Z_i，如果Z_i小于10000，则执行步骤124；否则，执行步骤128；步骤124、检测量子密码控制系统的光纤通信模块和第i个用户对应的密码生成系统的光纤通信模块是否已经通过光纤连接，如果已经连接，执行步骤125；如果没有连接，则通过量子密码控制系统的无线收发模块向第i个用户的密码生成系统发送纠缠粒子更新提醒，督促第i个用户抓紧时间通过光纤将自己的密码生成系统和量子密码控制系统连接起来，执行步骤128；步骤125、由量子密码控制系统的量子纠缠对分配模块制备n个纠缠粒子对，表示为A_iB_i，其中1≤i≤n；每对纠缠粒子对A_iB_i的纠缠态表示为：，其中；步骤126、将制备得到的n个纠缠粒子A_i存储在量子密码控制系统的量子存储模块的第i号量子存储区域中；得到的n个纠缠粒子按照顺序存储在已有纠缠粒子的后面；将其经典存储模块中剩余纠缠粒子的数值Z_i加上n；步骤127、将制备得到的n个纠缠粒子B_i通过光纤通信模块发送给第i个用户对应的密码生成系统的光纤通信模块，密码生成系统收到n个纠缠粒子B_i后，将其存储在自己的量子存储模块中；得到的n个纠缠粒子按照顺序存储在已有纠缠粒子的后面；密码生成系统经典存储模块中剩余纠缠粒子的数值Y加上n；执行步骤128；步骤128、如果i<U，将i的数值加1，执行步骤123；如果i大于等于U，则量子密码控制系统重新设置计时器T，将i的数值设置为1，量子密码控制系统启动计时器T，执行步骤122。