[发明专利]基于五粒子Brown态的量子分组多用户秘密比较方法

摘要

本发明涉及一种基于五粒子Brown态的量子分组秘密信息比较方法，该方法利用Brown态可同时实现两组用户的秘密信息并行比较，并且不会将秘密信息泄露给进行比较的第三方。其中第三方TP是半忠诚的，会诚实地执行比较，并记录比较结果，但同时他也可能会尝试从记录中窃取信息。这不仅更加符合实际，而且更具普遍性。用户可在TP完成分配光子后，执行窃听检测和对TP的忠诚检测，从而避免了信息泄露。最后通过参与方对信息执行编码，使得窃听者即使是TP也不可能知道各自的秘密信息。相比现有的量子秘密比较方法，本发明的优势在于，通过一组Brown态能同时并行实现独立两组多用户的秘密信息比较，并且不会把秘密信息泄露给进行比较的第三方。

主权项

一种基于五粒子Brown态的量子分组两用户秘密信息比较方法，并且不会将秘密信息泄露给进行比较的第三方，其特征在于，所述方法包括以下步骤：步骤1：第三方TP制备n+q个具体形式如下：|B0>TPA1A2B1B2=12(|001>|φ->+|010>|ψ->+|100>|ψ+>+|111>|φ+>)TPA1A2B1B2]]>并对所述每个Brown态中的A1和B2粒子执行CNOT操作，其中，A1粒子为控制粒子，B2粒子为目标粒子，操作后的形式如下：|B0′>=|0>TP|ψ+>A1A2|φ->B1B2+|1>TP|φ+>A1A2|ψ+>B1B2]]>然后对其中的A2，B2粒子随机的进行I或X操作，并将操作结果记为若对A2(B2)粒子的操作为I操作，则若对A2(B2)粒子的操作为X操作，则最后将这n+q个Brown态按照相同的粒子序号划分成五个有序的量子序列：STP={STP1,STP2,...,STPn+q},SA1={SA11,SA12,...,SA1n+q},SA2={SA21,SA22,...,SA2n+q},]]>SB1={SB11,SB12,...,SB1n+q},SB2={SB21,SB22,...,SB2n+q},]]>其中n，q均为大于1的正整数；步骤2：TP再次制备四组诱骗光子序列，随机选取于{|0>,|1>,|+>,|‑>}，每组含有m个诱骗光子；并将4组诱骗光子序列随机对应地插入到4个序列中，将得到的4个新的序列分别发送给Alice1，Alice2，Bob1和Bob2；步骤3：在确定每个合法参与方都收到量子序列后，TP分别告知Alice1，Alice2，Bob1和Bob2插入的诱骗光子的位置和所对应的测量基，每个合法参与方开始对自己序列进行检测，并将结果告诉TP，TP根据最终的错误率，决定是否继续执行，若是错误率低于提前设定的阈值，则继续执行下一步；反之，则返回步骤1；步骤4：Alice1，Alice2，Bob1和Bob2丢弃掉诱骗光子，恢复出初始序列然后，参与方需要对半忠诚的TP实施检测，首先，A组的Alice1和Alice2商量选择q个位于序列中处于相同位置的粒子，B组Bob1和Bob2也协商选择q个位于序列中处于相同位置的粒子，并将所选取的结果告诉TP，同时要求TP公布所选取结果中对应TP粒子的测量结果及相对应位置A2，B2粒子的幺正操作，根据TP公布的结果，Alice1和Alice2通过选取相同的测量基对己方的粒子实施测量，并联合计算错误率；Bob1和Bob2也选取相同的测量基分别对己方的粒子进行测量，同时联合计算出错误率，若某组错误率超出之前设定的阈值，则可鉴别出TP是非忠诚的，舍弃本次比较；反之，TP是忠诚的，则进入步骤5；步骤5：Alice1，Alice2，Bob1和Bob2剔除掉被选择的粒子，同时利用Z基对剩余的粒子进行测量，得到测量结果分别记为和其中所测的量子比特与对应的经典比特的关系为|0>→0,|1>→1，然后Alice1，Alice2，Bob1和Bob2分别对各自拥有的信息进行编码：CA1⊕KA1={CA11⊕KA11,CA12⊕KA12,...,CA1n⊕CA1n}]]>CA2⊕KA2={CA21⊕KA21,CA22⊕KA22,...,CA2n⊕KA2n}]]>CB1⊕KB1={CB11⊕KB11,CB12⊕KB12,...,CB1n⊕KB1n}]]>CB2⊕KB2={CB21⊕KB21,CB22⊕KB22,...,CB2n⊕KB2n}]]>并将编码后的结果通过经典信道发送给TP；步骤6：TP对序列实施测量，记录测量结果，同时比较每组的信息：RA(B)i=(CA1(B1)i⊕KA1(B1)i)⊕(CA2(B2)i⊕KA2(B2)i)]]>之后，还需对测量结果进行修正，A组的修正值B组的修正值为故修正后的比较结果应为：RA(B)i*=(CA1(B1)i⊕KA1(B1)i)⊕(CA2(B2)i⊕KA2(B2)i)⊕MA(B)]]>若则表示Alice1和Alice2(Bob1和Bob2)的秘密信息相同；反之，则不同，最后由TP分别公布两组的比较结果，即A组中Alice1和Alice2，B组中Bob1和Bob2的秘密信息是否相等。