[发明专利]一种基于GHZ态的量子密钥分发方法

摘要

本发明公开了一种基于GHZ态的量子密钥分发方法，所述基于GHZ态的量子密钥分发方法基于三粒子GHZ态在X基下的特殊性质；由第三方进行粒子分配，利用三粒子GHZ态在Z基和X基下具有不同的表示的特性作为密钥分发的关键点。本发明具有第三方TP(Third Part)为其他两名用户进行密钥分发的协议，大大减少了用户之间的量子传输信道，降低了复杂度，同时也减轻了成本，具有很大的实际意义；经过安全性分析。本协议能抵御截获重发攻击，中间人攻击和纠缠攻击，而作为第三方可以是不可信的。

主权项

1.一种基于GHZ态的量子密钥分发方法，其特征在于，所述基于GHZ态的量子密钥分发方法基于三粒子GHZ态在X基下的特殊性质；由第三方进行粒子分配，利用三粒子GHZ态在Z基和X基下具有不同的表示的特性作为密钥分发的关键点；包括以下步骤：步骤一，TP制备n对处于的三粒子GHZ态，把第1(2,3)个粒子抽取出来按顺序编成序列S₁(S₂，S₃)；TP在量子序列S₁和S₂相同位置插入相同状态的诱惑粒子，诱惑粒子包含|0>，|1>，|+>和|‑>；TP保留S₃，把S₁发送给U₁，S₂发送给U₂；步骤二，U₁收到S₁，U₂收到S₂之后，通知TP，TP接到通知之后，公布诱惑粒子的位置和相对应的基，|1>和|0>选择Z基，|+>和|‑>选择X基；U₁,U₂分别抽出相应位置的诱惑粒子，选择相应的测量基检测其状态；若出现错误的测量结果低于阈值，进行下一步；若出现错误的测量结果高于阈值，放弃此次通信；步骤三，TP使用X基对自己手中S₃进行测量，然后公布测量结果；步骤四，U₁使用X基测量自己手中S₁序列，按照|+>编码为1,|‑>编码为0的规则生成一个二进制密钥序列k₁；步骤五，U₂使用X基测量自己手中S₂序列，按照|+>编码为1,|‑>编码为0的规则生成一个二进制密钥序列k₂；U₂再根据TP公布的s₃的测量结果对自己手中k₂进行修正；修正的规则为：若TP公布的S₃中第i位测量结果为|+>，则k₂对应的第i位的二进制数不变；若TP公布的S₃中第i位测量结果为|‑>，则k₂对应的第i位的二进制数取反，1变为0,0变为1；操作完成后，k₁＝k₂，此时U₁和U₂得到相同的密钥k₁；所述Z基的|0>和|1>在X基的表达式如(1)：X基的|+>和|‑>在Z基的表达式如(2)：处于Z基下的三粒子GHZ态的在X基下的表示方式如下：三粒子GHZ态在X基的表达是为(3)；表达式(3)中存在以下关系：当第1个粒子为|+>时，第2和第3粒子为|+>|+>或者|‑>|‑>，第2第3粒子相同；当第1个粒子为|‑>时，第2和第3粒子为|+>|‑>或者|‑>|+>，第2第3粒子相反。