量子秘密共享協(xié)議的設(shè)計(jì)與分析.pdf

1、量子密碼是密碼學(xué)與量子力學(xué)相結(jié)合的產(chǎn)物，是量子信息中最值得關(guān)注的一項(xiàng)應(yīng)用。量子秘密共享是量子密碼的核心內(nèi)容之一，為密鑰的安全管理提供了新的思路和方法。 本論文主要研究了量子秘密共享協(xié)議的設(shè)計(jì)與分析，包括秘密共享設(shè)計(jì)方法、攻擊策略和安全性分析三方面，取得了若干研究成果。具體如下： 在協(xié)議設(shè)計(jì)方面，提出了兩種秘密共享協(xié)議。第一種是基于Bell態(tài)的量子直接秘密共享協(xié)議。它利用四個(gè)局域幺正操作編碼信息，不僅可以實(shí)現(xiàn)共享聯(lián)合密鑰還

2、可以直接共享經(jīng)典秘密消息，具有效率高和節(jié)省經(jīng)典交換信息的優(yōu)點(diǎn)。另一個(gè)是利用糾纏交換技術(shù)實(shí)現(xiàn)的多方量子秘密共享協(xié)議。它無論參與者個(gè)數(shù)多少都僅需要兩粒子糾纏態(tài)，實(shí)驗(yàn)上較容易實(shí)現(xiàn)。 量子秘密共享協(xié)議中，不誠實(shí)參與者的攻擊往往比外部攻擊者威脅更大，因此要著重分析“參與者攻擊”的情況。針對(duì)這一特點(diǎn)設(shè)計(jì)了兩種參與者攻擊策略。第一種攻擊方案中，攻擊者利用假信號(hào)和糾纏交換原理區(qū)分四種加密操作，從而獲得分發(fā)者的秘密。第二種方案利用量子隱形傳態(tài)技術(shù)

3、使得參與者的隨機(jī)相位旋轉(zhuǎn)操作失效，進(jìn)而可以在不引入任何擾動(dòng)的情況下成功恢復(fù)出分發(fā)者的秘密。另外針對(duì)一種錯(cuò)誤使用檢測(cè)竊聽技術(shù)的秘密共享協(xié)議提出攻擊策略。該攻擊利用兩次控制非門操作使得附加粒子與載體糾纏再解糾纏，從而使得不僅內(nèi)部參與者甚至外部竊聽者都可以獲得一半密鑰。這些巧妙的攻擊方法對(duì)今后的協(xié)議設(shè)計(jì)工作有重要的指導(dǎo)意義。 在安全性分析方面，利用信息論方法，對(duì)一類量子秘密共享協(xié)議設(shè)計(jì)了具有一般意義的參與者攻擊模型。應(yīng)用該模型分析了兩