[发明专利]一种高效量子秘密信息互换方法、系统及存储介质

说明书

本发明属于量子通信技术领域，公开了一种高效量子秘密信息互换方法、系统及存储介质，根据三粒子GHZ态的纠缠特性，通过Pauli操作实现密集编码的一种秘密信息交换方法。借助于半可信第三方，本发明能够实现三名合法用户中的一名用户发表意见，另外双名用户针对该意见秘密交换各自看法的功能。本发明中由半可信第三方制备三粒子最大纠缠态粒子并将其分别发送给三名合法用户，用户通过Pauli操作将各自的信息加载到粒子上并将新粒子回传给TP，TP对其进行联合测量并公布测量结果，同时发表意见的用户公布自己的Pauli操作，另两名用户根据该操作和TP公布的测量结果推算出另一名用户发送的信息，进而实现与该用户的秘密信息互换。

技术领域

本发明属于量子通信技术领域，尤其涉及一种高效量子秘密信息互换方法、系统及存储介质。

背景技术

目前，最接近的现有技术：随着量子计算机和分布式计算的发展，传统的密码安全面临巨大的挑战。由于量子具有独特的性质能保证信息的安全，于是研究者们纷纷把目光投向了量子通信并取得一系列成果。量子通信的安全性是由量子力学中的海森堡测不准原理、量子不可克隆定理、纠缠粒子的关联性和非局域性等物理特性保证。在1984年，美国的Bennett和加拿大的Brassard利用单光子的偏振态共同研发了世界上第一个QKD(BB84协议)；1992年，Bennett提出的使用非正交单光子比特来实现的QKD(B92协议)；1991年，英国牛津大学的Ekert首次提出的利用Bell态纠缠特性的QKD；1992年Bennett、Brassard和Mermim对Ekert的方案进行改进，使之更加简洁，即不使用Bell态来实现QKD。由此开始，量子通信技术进入了快速发展时期，并且取得了一系列的研究成果，如量子身份认证QIA(Quantum Identity Authentication)，量子秘密共享QSS(Quantum Secret Sharing)，量子隐私比较QPC(Quantum Private Comparison)，和量子安全直接通信QSDC(QuantumSecret Direct Communication)。

在现实中存在这样一种场景，如商业会议中的博弈，一名用户(Alice)发表自己的意见，其他两名用户(Bob和Charlie)需要对该意见进行互相商讨，但不能让Alice知道商讨的内容。

为了解决这个难题，本发明提出一种高效量子秘密信息互换方法，该方法利用三粒子GHZ态的纠缠特性，并借助于半可信第三方实现一名用户发表意见，另外两名用户秘密交换信息的功能。本发明的分析表明，在可行性方面，利用GHZ态的物理特性设计的本协议是可行的；在高效性方面，本方法具有密集编码的功能；在安全性性方面，本发明能够抵御假信号攻击，截获重发攻击和纠缠攻击，最后对第三方可信性进行了分析，表明对第三方的可信程度仅为半可信即可。

综上所述，现有技术存在的问题是：传统的量子信息传输的在信息的传输反面只能实现在同一时间的单方面的消息传输通信，不能在同一时间进行三方的信息互换。必然存在一个用户先发出秘密信息的问题，而先发出信息的用户存在别的用户获得信息之后不愿意发送自有信息的问题，最终导致先发送信息的用户的秘密信息泄露问题。

解决上述技术问题的难度：传统的量子通信技术如何在通信三方同一时间一起交出秘密信息，而不是时间上的先后交出秘密信息问题。

解决上述技术问题的意义：解决了三方用户现实在同一时间的秘密信息交互问题，进而在平等互换信息，不需要任意一方首先交出信息进而面临秘密信息泄露问题。这门技术在实际工程运用中有较强的实用价值。

发明内容

针对现有技术存在的问题，本发明提供了一种高效量子秘密信息互换方法系统及存储介质。

本发明是这样实现的，一种高效量子秘密信息互换方法，所述高效量子秘密信息互换方法包括以下步骤：