一种多体量子隐私比较协议的验证方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种多体量子隐私比较协议的验证方法。
【背景技术】
[0002]网络的发展日趋复杂，保障信息网络的安全已成为国家信息化战略的核心内容，在特定的网络环境下，通过特殊手段进行窃密的威胁日趋严峻，私密信息在信道传播过程中，如果信道不安全，窃听者从信道中可以窃取到信息，对信息安全造成威胁；因此，需要一种能够准确检测信道是否安全的多体量子隐私比较协议的验证方法。
【发明内容】
[0003]本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种能够准确检测信道并安全传输私密信息的多体量子隐私比较协议的验证方法。
[0004]本发明的目的是通过以下技术方案来实现的:一种多体量子隐私比较协议的验证方法，它包括以下步骤:
[0005]S1.1位参与者将他们所拥有的私密信息转化为d(d〈l)进制数，设所得数字位数为m，不足m则在前面加O补足；
[0006]S2.第三方随机地制备m个最大纠缠态，并根据m个纠缠态制备带有诱骗粒子的序列LI，并发送到信道中；
[0007]S3.窃听者选择测量基，从信道中截获带有诱骗粒子的序列LI，并对其测量，记录测量结果生成序列L2，将其通过信道传送给参与者；
[0008]S4.参与者得到序列L2后，向第三方发送确认信息，第三方宣布插入的诱骗粒子的位置和类型作为测量基；
[0009]S5.参与者接收并根据第三方宣布的测量基对诱骗粒子进行测量，得到测量结果，并把测量的结果发送给第三方，并判断传输过程是否结束；
[0010]S6.第三方根据参与者的测量结果进行错误率分析，如果错误率超过了预先设定的阀值，则说明信道不安全，终止协议，步骤结束，如果错误率没有超过预先设定的阈值，判断传输是否结束；
[0011]所述的信道、参与者、第三方、窃听者的状态都随着步骤S1-S6的验证过程而发生变化。
[0012]所述的信道的状态发生变化时对应的协议过程为:
[0013]Al、信道的初始状态为‘10’，步骤S2中第三方发送序列LI中的粒子到信道中时，信道状态迀移到‘11’ ；
[0014]B1、步骤S3中窃听者截获并测量序列LI中的粒子，信道状态变为‘12’ ；
[0015]Cl、步骤S3中窃听者将测量结果得到的粒子生成序列L2，信道状态变为‘13’ ；
[0016]D1、步骤S3中窃听者将序列L2中的粒子重新发送回信道中，信道状态变为‘14’ ；
[0017]E1、步骤S4和S5中参与者从信道中得到序列L2中的粒子并进行测量，信道状态变为‘15’ ；
[0018]F1、步骤S5中参与者将测量结果发送给第三方，信道状态迀移回‘10’。
[0019]所述的参与者的状态发生变化时对应的协议过程为:
[0020]A2、步骤S5中参与者接收到第三方公布的测量基，参与者状态由初始的‘20’变为‘21，；
[0021]B2、步骤S5中参与者对从信道中得到的序列L2中的粒子进行测量，参与者状态变为 ‘22，；
[0022]C2、步骤S5中参与者得到测量结果，参与者状态变为‘23’ ；
[0023]D2、步骤S5中参与者将测量结果发送给第三方，参与者状态变为‘24’ ；
[0024]E2、步骤S5中参与者判断传输过程是否结束，参与者状态变为‘25’ ；
[0025]F2、若结束，参与者状态变为‘26’，若未结束，参与者返回到状态‘20’。
[0026]所述的第三方的状态发生变化时对应的协议过程为:
[0027]A3、步骤S2中第三方随机制备纠缠态和诱骗粒子，并生成带有诱骗粒子的序列LI，第三方状态由初始‘30’迀移到‘31’ ；
[0028]B3、步骤S2中第三方将序列LI中的粒子传输到信道中，第三方状态变为‘32’ ；
[0029]C3、步骤S4中第三方宣布测量基，第三方状态迀移到‘33’ ；
[0030]D3、步骤S5中第三方接收到参与者测量的结果后，第三方状态变为‘34’ ；
[0031]E3、步骤S6中第三方计算错误率，如果错误率大于等于阈值，第三方状态变为‘35’，检测到窃听者；
[0032]F3、步骤S6中如果错误率小于阈值，判断传输是否结束，若未结束，第三方返回状态 ‘30，。
[0033]所述的窃听者的状态发生变化时对应的协议过程为:
[0034]A4、步骤S3中窃听者选择测量基，窃听者状态由‘40’变为‘41’ ；
[0035]B4、步骤S3中窃听者截获并测量序列LI中的粒子，窃听者状态变为‘42’ ；
[0036]C4、步骤S3中窃听者得到测量结果并生成序列L2时，窃听者状态迀移到‘43’ ；
[0037]D4、步骤S3中窃听者把序列L2中的粒子重新发送到信道中，窃听者状态变回‘40，。
[0038]所述的步骤S6中的错误率分析包括以下步骤:首先比较第三方和参与者的粒子，记为TPjP Pi，用随机事件σ来代表粒子不同:
[0039]ο = (TPi^ P j), i η,
[0040]其中η是TP和参与者之间传输的粒子的个数；接着使用L来表示σ发生的次数，错误率为:
[0041]q = L/n,
[0042]检测窃听者的概率为:
[0043]Pdet (n) = Pr{q>T},
[0044]其中T是错误率的阈值，可以根据安全性需要来改变T值，在完美信道中T的取值为无穷小。
[0045]本发明的有益效果是:通过第三方制备与私密信息结构相同的最大纠缠态在信道中模拟传输、窃听过程检验信道的安全，在信道检验安全后，再进行信息传输，提供了一种能够准确检测信道并安全传输私密信息的多体量子隐私比较协议的验证方法。
【附图说明】
[0046]图1为本发明的流程图；
[0047]图2为信道的状态发生变化时对应的协议过程图；
[0048]图3为参与者的状态发生变化时对应的协议过程图；
[0049]图4为第三方的状态发生变化时对应的协议过程图；
[0050]图5为窃听者的状态发生变化时对应的协议过程图；
[0051]图6为检测到窃听者的概率随着传输粒子数的变化曲线图。
【具体实施方式】
[0052]下面结合附图进一步详细描述本发明的技术方案，但本发明的保护范围不局限于以下所述。
[0053]如图1所示，一种多体量子隐私比较协议的验证方法，它包括以下步骤:
[0054]S1.1位参与者将他们所拥有的私密信息转化为d(d〈l)进制数，设所得数字位数为m，不足m则在前面加O补足；
[0055]S2.第三方随机地制备m个最大纠缠态，依此取出每个态的第I个粒子，形成51序列，为了防止窃听，第三方还要随机地制备足够的诱骗粒子，把它们插入到S1*，并根据m个纠缠态制备带有诱骗粒子的序列LI，并发送到信道中；
[0056]S3.窃听者选择测量基，从信道中截获带有诱骗粒子的序列LI，并对其测量，记录测量结果生成序列L2，将其通过信道传送给参与者；
[0057]S4.参与者得到序列L2后，向第三方发送确认信息，第三方宣布插入的诱骗粒子的位置和类型作为测量基；
[0058]S5.参与者接收并根据第三方宣布的测量基对诱骗粒子进行测量，得到测量结果，并把测量的结果发送给第三方，并判断传输过程是否结束；
[0059]S6.第三方根据参与者的测量结果进行错误率分析，如果错误率超过了预先设定的阀值，则说明信道不安全，终止协议，步骤结束，如果错误率没有超过预先设定的阈值，判断传输是否结束；
[0060]S7.对第三方的随机制备的m个最大纠缠态，依次取出每个态的除了第I个粒子以外的第1、2、3、4直到第m个粒子各自组成序列S2、序列S3、序列S4直到序列S m，并对这些序列执行步骤S2?S6的操作，若通过这些序列对信道进行验证错误率都没有超过预先设定的阈值，则说明信道安全。
[0061]所述的信道、参与者、第三方、窃听者的状态都随着步骤S1-S6的验证过程而发生变化。
[0062]如图2所示，所述的信道的状态发生变化时对应的协议过程为:
[0063]Al、信道的初始状态为‘10’，步骤S2中第三方发送序列LI中的粒子到信道中时，信道状态迀移到‘11’ ；
[0064]B1、步骤S3中窃听者截获并测量序列LI中的粒子，信道状态变为‘12’ ；
[0065]Cl、步骤S3中窃听者将测量结果得到的粒子生成序列L2，信道状态变为‘13’ ；
[0066]D1、步骤S3中窃听者将序列L2中