[发明专利]基于两粒子纯纠缠态的两方量子隐私比较方法

摘要

本发明提出一种基于两粒子纯纠缠态的两方量子隐私比较方法，其中第三方是半忠诚的，被允许按照自己的意愿错误行事但不能与其他任何人共谋。本发明的方法采用两粒子纯纠缠态作为量子资源，需要单粒子测量但不需要酉操作或量子纠缠交换。本发明的方法对于外在攻击和参与者攻击都是安全的。

主权项

1.一种基于两粒子纯纠缠态的两方量子隐私比较方法，在保证它们真正内容隐私性的前提下判断两个用户的隐秘输入是否相等；采用两粒子纯纠缠态作为量子资源；需要单粒子测量但不需要酉操作或量子纠缠交换；对于外在攻击和参与者攻击都是安全的；共包括以下六个过程：S1)Alice和Bob事先通过BB84 QKD方法在她们之间确立一个长度为N的二进制密钥序列K_AB；S2)Alice将她的秘密整数X的二进制表示分成N组其中每组包括一个二进制比特；类似地，Bob将他的秘密整数Y的二进制表示分成N组其中每组也包括一个二进制比特；S3)第三方TP制备N个两粒子纯纠缠态，其中每个随机处于四个量子态|φ>_BC、|φ'>_BC、|ψ>_BC和|ψ'>_BC之一；然后，她将这些两粒子纯纠缠态安排成一个序列P，即其中上标1,2,...,N表示这些两粒子纯纠缠态在序列中的顺序；TP将序列P的每个两粒子纯纠缠态的粒子A挑出以形成一个有序的粒子序列P_A，即TP将序列P的每个两粒子纯纠缠态的粒子B挑出以形成一个有序的粒子序列P_B，即TP制备两组诱骗光子随机处于四个量子态{|0>，|1>，|+>，|‑〉}之一，并将它们分别随机插入P_A和P_B以形成两个新序列P_A'和P_B'；最后，TP分别将P_A'和P_B'发送给Alice和Bob；S4)在收到P_A'(P_B')后，Alice(Bob)与TP一起进行如下过程的安全检测过程；TP告诉Alice(Bob)P_A'(P_B')中诱骗光子的位置和制备基；然后，Alice(Bob)利用TP的制备基测量它们并告诉TP她(他)的测量结果；通过比较Alice(Bob)的测量结果和它们的制备态，TP能判断出P_A'(P_B')的传输是否安全；如果错误率足够小，Alice和Bob将执行下一步，否则，整个通信过程将被终止；S5)Alice丢弃P_A'中的诱骗光子恢复出P_A；Alice用σ_Z基测量粒子得到测量结果如果是|0〉，那么为0；如果是|1〉，那么为1；然后，Alice计算这里，i＝1,2,...,N；最后，Alice向TP公布R_A，其中与此同时，Bob丢弃P_B'中的诱骗光子恢复出P_B；Bob用σ_Z基测量粒子得到测量结果如果是|0〉，那么为0；如果是|1〉，那么为1；然后，Bob计算这里，i＝1,2,...,N；最后，Bob向TP公布R_B，其中S6)在收到R_A和R_B后，TP根据以下规则将转化成一个经典比特：如果处于|φ>_BC或|φ'>_BC，那么Vⁱ为0；如果处于|ψ>_BC或|ψ'>_BC，那么Vⁱ为1；然后，TP计算如果TP发现存在某个i有Rⁱ≠0，她将得出X≠Y并立即终止通信过程，否则，她将得出X＝Y；最后，TP把比较结果告诉Alice和Bob。