[发明专利]基于d级单粒子态的环形多方半量子秘密共享方法

摘要

本发明将半量子秘密共享概念推广到d级量子系统，提出一种基于d级单粒子态的环形多方半量子秘密共享方法。在本发明的方法中，量子方制备的粒子是以环形方式传输，经典方不需要具备测量能力。本发明的方法对于一些著名的攻击是安全的，如截获‑重发攻击、测量‑重发攻击、纠缠‑测量攻击和参与者攻击。

主权项

1.一种基于d级单粒子态的环形多方半量子秘密共享方法，实现一方与n方之间共享一个秘密；量子方制备的粒子是以环形方式传输；经典方不需要具备测量能力；共包括以下六个过程：S1)P₀制备(L+δ)个d级单粒子态以构成序列S₀，其中δ是一个固定的参数；这里，S₀中的每个d级单粒子态从集合C₁中随机选择；S₀中的粒子分别被记为同时，P₀制备另外(L+δ)个d级单粒子态以构成序列T₀；这里，T₀中的每个d级单粒子态从集合C₂中随机选择；T₀中的粒子分别被记为然后，P₀将T₀随机插入S₀以构成新序列G₀；最后，P₀将G₀发送给P₁；S2)对于j＝1,2,...,n：在证实P_j已经收到来自P_j‑1的所有粒子后，P_j对G_j‑1的每个粒子施加量子底特移位操作；为描述方便起见，P_j对S_j‑1的第q个粒子施加的量子底特移位操作被记作这里，q＝1,2,...,L+δ；在P_j的编码操作后，S_j‑1的粒子被改变为在P_j的编码操作后，T_j‑1的粒子被保持不变；在编码操作后，P_j将手中的所有粒子进行置乱；为方便起见，置乱后的序列S_j‑1被记作S_j，它的粒子被记作类似地，置乱后的序列T_j‑1被记作T_j，它的粒子被记作由S_j和T_j构成的新序列被记作G_j；最后，P_j将G_j发送给P_j+1；应当指出的是，P_n将G_n发送给P₀；S3)在证实P₀已经收到来自P_n的所有粒子后，P_j(j＝1,2,...,n)通过公开信道宣布G_j中粒子的顺序；这样，P₀能将粒子的顺序恢复到她在步骤S1制备时的初始顺序；然后，P₀按照如下程序检测量子信道是否存在一个窃听者；P₀选择正确的测量基测量T_n中的粒子；当量子信道不存在窃听者时，测量结果应当与她在步骤S1制备的相应量子态一样；如果不存在错误，P₀将确认量子信道是安全的并进行下一步，否则，她将终止通信并重新开始整个过程；S4)在丢弃T_n中的粒子后，P₀选择正确的测量基测量S_n中的粒子；测量结果被记为u′₁,u′₂,...,u′_L+δ；然后，P₀按照如下程序检测量子信道是否存在一个窃听者；首先，P₀从S_n中随机选择δ个粒子并将它们的位置宣布给P_j(j＝1,2,...,n)；然后，P_j向P₀公布她施加在相应粒子的量子底特移位操作；之后，P₀计算这里，第r个粒子是S_n中被选中的用于安全检测的δ个粒子之一，r＝1,2,...,δ；当量子信道不存在窃听者时，有如果没有错误，P₀将确认量子信道是安全的并进行下一步，否则，她将终止通信并重新开始整个过程；S5)在丢弃S_n中选中的用于安全检测的δ个粒子后，S_n只剩下L个粒子；然后，P₀将她的秘密m_l加密成其中l代表S_n中剩余粒子的顺序，l＝1,2,...,L；然后，P₀公开告诉P₁,P₂,...,P_n计算结果M_l以及S_n中剩余粒子的初态S6)P₁,P₂,...,P_n一起合作计算根据M_l、和X_l，P₁,P₂,...,P_n通过计算能恢复出秘密m_l。