[发明专利]基于d级量子系统Bell纠缠态之间纠缠交换的多方量子隐私比较方法

说明书

本发明提出一种基于d级量子系统Bell纠缠态之间纠缠交换的多方量子隐私比较方法，只执行一轮就能完成n个用户的二进制序列的相等性比较，其中d＝n。详细的安全性分析表明，外在攻击和参与者攻击都是无效的。本发明的方法无需采用量子密钥分配方法在n个用户中建立密钥以对秘密二进制序列进行加密保护。相比于之前的基于d级Cat态和d级Bell纠缠态纠缠交换的多方量子隐私比较方法，本发明的方法在量子资源、第三方的量子测量和量子比特效率上具有明显的优势。

技术领域

本发明涉及量子密码学领域。本发明设计一种基于d级量子系统Bell纠缠态之间纠缠交换的多方量子隐私比较方法，实现n个用户秘密二进制序列的相等性比较，其中d＝n。

背景技术

在1982年，Yao[1]提出百万富翁问题，即两个百万富翁在不泄露自己财产的前提下想知道谁的财产更多。随后，Boudot等[2]设计一个判断两个百万富翁的财产是否相等的方法。Yao[1]和Boudot等[2]致力于解决的问题都属于经典隐私比较的问题。在2009年，Yang等[3]将量子力学与经典隐私比较结合起来，首次提出量子隐私比较(Quantumprivate comparison，QPC)方法。从此，量子隐私比较进入研究者们的视野，许多两方QPC方法[4-13]逐渐被设计出来。

然而，两方QPC方法存在一定的缺陷，即如果被用来判断n个用户的秘密信息是否相等，那么它将需被执行(n-1)～n(n-1)/2轮。为了实现只执行一轮方法就完成n个用户的秘密信息相等性比较，Chang等[14]在2013年首次设计一个多方量子隐私比较(Multi-party quantum private comparison，MQPC)方法。从此，多方量子隐私比较得到快速发展[15-23]。

基于以上分析，本发明专注于构建一种基于d级量子系统Bell纠缠态之间纠缠交换的MQPC方法，只执行一轮就能完成n个用户的二进制序列的相等性比较，其中d＝n。与文献[22]的方法相比，本发明的方法在量子资源、第三方(Third party,TP)的量子测量和量子比特效率上具有明显的优势。

参考文献

[1]Yao,A.C.:Protocols for secure computations.In:Proceedings of 23rdIEEE Symposium on Foundations of Computer Science(FOCS’82),Washington,DC,USA,1982,pp.160

[2]Boudot,F.,Schoenmakers,B.,Traor’e,J.:A fair and efficient solutionto the socialist millionaires’problem.Discret Appl Math(Special Issue onCoding and Cryptology),2001,111(1-2):23-36

[3]Yang,Y.G.,Wen,Q.Y.:An efficient two-party quantum privatecomparison protocol with decoy photons and two-photon entanglement.J Phys A:Math Theor,2009,42:055305

[4]Chen,X.B.,Xu,G.,Niu,X.X.,Wen,Q.Y.,Yang,Y.X.:An efficient protocolfor the private comparison of equal information based on the tripletentangled state and single-particle measurement.Opt Commun,2010,283:1561