[实用新型]一种量子数字签名系统

摘要

本实用新型提出了一种量子数字签名系统，包括消息签名模块、消息认证模块和消息验证模块，消息签名模块制备具有复制性的两个量子态序列并分别发送给消息认证模块和消息验证模块；消息认证模块和消息验证模块对量子比特编码态进行测量并根据测量比特计算量子比特编码态的确定性，基于量子比特编码态的确定性消息认证模块和消息验证模块分别计算测试比特的关联性；在关联性满足要求时，消息认证模块根据对应的认证比特串与消息签名模块的基本比特串进行比较对签名消息进行认证；在认证通过之后消息验证模块根据对应的验证比特串与消息签名模块的基本比特串进行比较对签名消息进行验证。本实用新型克服了现有量子数字签名方案的全部技术挑战。

主权项

一种量子数字签名系统，其特征在于，包括：消息签名模块、消息认证模块、消息验证模块，其中，消息签名模块与消息认证模块通过第一量子信道连接，消息签名模块与消息验证模块通过第二量子信道连接；消息签名模块包括光源(2‑1)、第一偏振控制器(2‑2)、第一环形器(2‑3)、第一偏振分束器(2‑4)、第一相位调制器(2‑5)、分束器(2‑6)；光源(2‑1)连接第一偏振控制器(2‑2)的一端，第一环形器(2‑3)的第一端口(2‑3A)连接第一偏振控制器的另一端，第一环形器(2‑3)的第二端口(2‑3B)连接第一偏振分束器(2‑4)的第一端口(2‑4A)，第一偏振分束器(2‑4)的第二端口(2‑4B)连接第一相位调制器(2‑5)的一端，第一相位调制器(2‑5)的另一端口连接第一偏振分束器(2‑4)的第三端口(2‑4C)，第一环形器(2‑3)的第三端口(2‑3C)连接分束器(2‑6)的第一端口(2‑6A)，分束器(2‑6)的第二端口(2‑6B)连接第一量子信道(2‑7)的一端，分束器(2‑6)的第三端口(2‑6C)连接第二量子信道(2‑16)的一端；消息认证模块包括第二偏振控制器(2‑8)、第二环形器(2‑9)、第二偏振分束器(2‑10)、第二相位调制器(2‑11)、第三偏振控制器(2‑12)、第三偏振分束器(2‑13)、第一单光子探测器(2‑14)、第二单光子探测器(2‑15)；第一量子信道(2‑7)的另一端连接第二偏振控制器(2‑8)的一端，第二偏振控制器(2‑8)的另一端连接第二环形器(2‑9)的第一端口(2‑9A)，第二环形器(2‑9)的第二端口(2‑9B)连接第二偏振分束器(2‑10)的第一端口(2‑10A)，第二偏振分束器(2‑10)的第二端口(2‑10B)连接第二相位调制器(2‑11)的一端，第二相位调制器(2‑11)的另一端连接第二偏振分束器(2‑10)的第三端口(2‑10C)，第二环形器(2‑9)的第三端口(2‑9C)连接第三偏振控制器(2‑12)的一端，第三偏振控制器(2‑12)的另一端连接第三偏振分束器(2‑13)的第一端口(2‑13A)，第三偏振分束器(2‑13)的第二端口(2‑13B)连接第一单光子探测器(2‑14)，第三偏振分束器(2‑13)的第三端口(2‑13C)连接第二单光子探测器(2‑15)；消息验证模块包括第四偏振控制器(2‑17)、第三环形器(2‑18)、第四偏振分数器(2‑19)、第三相位调制器(2‑20)、第五偏振控制器(2‑21)、第五偏振分束器(2‑22)、第三单光子探测器(2‑23)、第四单光子探测器(2‑24)；第二量子信道(2‑16)的另一端连接第四偏振控制器(2‑17)的一端，第四偏振控制器(2‑17)的另一端连接第三环形器(2‑18)的第一端口(2‑18A)，第三环形器(2‑18)的第二端口(2‑18B)连接第四偏振分束器(2‑19)的第一端口(2‑19A)，第四偏振分束器(2‑19)的第二端口(2‑19B)连接第三相位调制器(2‑20)的一端，第三相位调制器(2‑20)的另一端连接第四偏振分束器(2‑19)的第三端口(2‑19C)，第三环形器(2‑18)的第三端口(2‑18C)连接第五偏振控制器(2‑21)的一端，第五偏振控制器(2‑21)的另一端连接第五偏振分束器(2‑22)的第一端口(2‑22A)，第五偏振分束器(2‑22)的第二端口(2‑22B)连接第三单光子探测器(2‑23)，第五偏振分束器(2‑22)的第三端口(2‑22C)连接第四单光子探测器(2‑24)。