[发明专利]量子资源受限的半量子秘密共享方法

说明书

本发明公开一种量子资源受限的半量子秘密共享方法。半量子秘密共享通常是量子方Alice把一个秘密分成两份，然后分别发送给量子资源受限的Bob和Charlie，当且仅当Bob和Charlie合作才能恢复出完整的秘密。目前典型的半量子秘密共享方法虽然保证了安全性，但是需要半量子方Bob和Charlie能够做量子测量的操作。而测量设备本身可能是不安全的，这增加了秘密共享的隐患。本发明可以使得资源受限的Bob和Charlie在没有量子测量设备的情况下也能完成秘密共享，并且量子方Alice也不需要量子内存。这可以极大地降低三个参与方所需要的量子资源，从而节约通信成本。

技术领域

本发明涉及一种半量子秘密共享方法，属于量子密码学领域。

背景技术

随着科学技术的发展，网络上的信息安全成为当今社会不可或缺的一部分，人们对个人隐私的保护也越来越重视，但是现在存在着各种窃听行为，使得人们的隐私受到巨大的威胁。虽然现在有许多抵抗窃听的经典的办法，但是无法做到在所有情况下都能阻止和发现窃听行为。而量子密码学结合了量子力学的特性，可以做到在理论上绝对安全。量子秘密共享作为量子密码学的一个分支，在分发密钥中起到了重要的作用，而量子资源受限的半量子秘密共享是对参与方所需要的量子能力的简化，从而降低通信成本。

发明内容

秘密共享是指参与方Alice把一个秘密分成两份，分别发送给Bob和Charlie，并且只有当Bob和Charlie合作才能恢复出完整的秘密。本发明的目的在于简化参与秘密共享三方的量子能力，降低通信成本，使得更多的人能够受益于量子秘密共享。在公开的方法中，Alice拥有准备|+态和以X和Z基进行测量的能力，Bob和Charlie只需要拥有准备Z基形式的状态 (|0态或|1态)和转发量子比特的能力，以及所有参与方都具有访问量子信道的能力。

所述的半量子秘密共享方法的具体步骤如下：

(1)Alice首先准备2N个|+态，分别发送N个态给Bob和Charlie；

(2)Bob在收到Alice发送过来的|+态之后随机选择直接返回(把这个操作定义为REFLECT操作)，或者准备一个新的Z基形式的量子比特，再将其发送给Alice(把这个操作定义为SIFT操作)。Charlie的操作与Bob类似；

(3)Alice在收到Bob和Charlie返回的量子比特之后，随机选择X基或Z基进行测量；

(4)在测量了所有的2N个量子比特之后，Alice公开她用来测量的基，以及对应的量子比特的位置；Bob和Charlie则公开他们对每一个量子比特所做的操作；

(5)Alice把使用X基做测量的那些量子比特用来检测是否存在窃听；

(6)对于Alice用Z基测量，并且Bob和Charlie应用SIFT的那些量子比特，从中随机挑选一个子集，用来检测是否存在窃听，以及信道噪声是否合理；

在步骤(5)中，如图2所示，主要包含如下步骤：

(5a)假定Bob和Charlie都执行SIFT操作，如果Alice在Bob返回的量子比特中检测到 |+态或|-态，则表示Alice和Bob之间存在窃听行为；类似地，如果在Charlie返回的量子比特中检测到|+态或|-态，则表示Alice和Charlie之间存在窃听行为；

(5b)假定Bob执行SIFT操作，Charlie执行REFLECT操作。如果Alice在Bob返回的量子比特中检测到|+态或|-态，则表示Alice和Bob之间存在窃听行为；如果在Charlie返回的量子比特中检测到|-态，则表示Alice和Charlie之间存在窃听行为；

(5c)假定Bob执行REFLECT操作，Charlie执行SIFT操作。类似于步骤(5b)；