[发明专利]一种可配置诱骗态量子数字签名方法

说明书

本发明公开了一种可配置诱骗态的量子数字签名方法，所述方法包括分发阶段和信息阶段，所述分发阶段包括如下步骤：发送方将待签名信息制备成量子态后发给接收方；发送方与接收方通过信道进行对基获得密钥；发送方与接收方将密钥进行处理得到估计的误码率；通过估计的误码率对密钥进行更新；所述信息阶段包括如下步骤：验证者将签名者发送的签名信息通过密钥进行验证；验证成功，验证者将签名消息接收并发送给接收者；接收者根据密钥对签名消息进行验证，验证成功则接收签名消息。在量子数字签名的量子态制备阶段，本发明通过配置不同数目的诱骗态以达到提高签名率和简化系统操作的目的。

技术领域

本发明涉及量子通信中的量子数字签名技术领域，具体涉及一种可配置诱骗态量子数字签名方法。

背景技术：

数字签名是最重要的密码协议之一，已经应用于多种场合，如软件分发，金融交易，电子合同等。通常情况下，经典数字签名利用公钥密码学实现。由于单向数学函数的复杂性，在计算资源有限时经典数字签名一般被认为是安全的。然而，随着数学算法的重大突破和量子计算机的飞速发展，这种说法是站不住脚的。相比之下，量子数字签名利用量子力学的基本原理可以实现信息论安全的数字签名技术。第一个量子数字签名协议由Gottesman和Chuang在2001年提出，该协议需要长时间的量子存储等极具挑战性的实验手段。为了解决这个问题，后续的量子数字签名协议朝着提高实用性和签名率方向发展。特别是，最近有些量子数字签名方案的技术复杂性降低到了量子密钥分配的水平。例如，量子数字签名的态制备和测量技术与量子密钥分配的态制备和测量技术相同。此外，由于目前技术条件下缺少理想的单光子源，量子数字签名中需要采用诱骗态方法以抵御潜在的光子数分离攻击。但是，综合考虑系统操作的难易度和签名率的高低，目前的诱骗态量子数字签名方案仍有进一步提升的空间。

发明内容

本发明的目的在于提供一种可配置诱骗态量子数字签名方法，以解决现有技术中量子数字签名系统操作难度大且签名率低的缺陷。

一种可配置诱骗态量子数字签名方法，所述方法包括分发阶段和信息阶段，

所述分发阶段包括如下步骤：

发送方将待签名信息制备成量子态后发给接收方；

发送方与接收方通过信道进行对基获得密钥；

发送方与接收方抽取若干密钥进行处理得到误码率；

通过误码率对密钥进行更新；

所述信息阶段包括如下步骤：

验证者根据密钥将签名者发送的签名信息进行验证；

验证成功，验证者将签名消息接收并发送给接收者；

接收者根据密钥对签名消息进行验证，验证成功则接收签名消息。

进一步的，发送方将待签名信息制备成量子态后发给接收方的方法包括如下步骤：

对每一个待签名经典消息m∈{0,1}，发送方制备N个BB84量子态，并依次发送给接收方；

所述量子态通过随机的选择比特信息b∈{0,1}、基失信息ζ∈{X,Z}、强度信息来进行制备；

所述强度信息为λ∈{μ,ν,0}或λ∈{μ,ν}；

其中，X和Z分别表示X基和Z基；μ表示信号态强度；ν表示诱骗态强度；0表示真空态强度。

进一步的，发送方与接收方通过信道进行对基获得密钥的方法包括如下步骤：

接收方随机的选取X基或Z基对接收到的量子态进行测量；

发送方和接收方通过信道进行对基；

在相同基下得到n比特的筛后密钥，则分别记下发送方和接收方的该基下的筛后密钥。