隐蔽通信方法和装置与流程

文档序号:22971003发布日期:2020-11-19 21:55阅读:251来源:国知局
隐蔽通信方法和装置与流程
本发明涉及通信
技术领域
,尤其涉及一种隐蔽通信方法和装置。
背景技术
:信息隐藏是将机密信息隐藏于可公开的明文信息中,不仅保护了通信的内容,更隐蔽了通信的真实存在,攻击者无法监测通信中是否含有隐密信息,从而实现了机密信息的隐蔽传输。目前通常利用量子密码技术实现隐蔽通信的方法,利用量子稠密编码通信中检测量子信道阶段对抽样粒子进行测量时存在的冗余信息,实现epr纠缠粒子对的共享;利用量子隐形传态将要传输的机密信息的量子信息利用共享的epr纠缠粒子对传输给信息接收者,同时得到联合bell基测量的测量结果;将测量结果作为隐形传态通信过程中量子稠密编码通信的末态,根据末态制备一组对应有意义明文的初态,再用初态进行量子稠密编码的通信,实现机密信息中经典信息的传输。可见,传统的量子稠密编码通信实现复杂,需要利用量子隐形传态和量子稠密编码分别实现机密信息中量子部分和经典部分的隐蔽传输,通信效率低。技术实现要素:针对现有技术问题,本发明实施例提供一种隐蔽通信方法和装置。本发明实施例提供一种隐蔽通信方法,应用于发送端设备,所述发送端设备预置有光粒子序列seqa,所述光粒子序列seqa与接收端设备预置的光粒子序列seqb互为纠缠粒子对序列;所述发送端设备和接收端设备预置有共享的密钥;所述方法包括:发送端设备与接收端设备商定幺正变换与经典信息之间的对应关系;所述方法还包括:根据与接收端设备商定的幺正变换与经典信息之间的对应关系将要传输的经典机密序列转换为幺正变换序列;从seqa中选取一组光粒子序列seq2a,根据机密信息转换的幺正变换序列对seq2a进行相应的幺正变换,得到光粒子序列seq2a的末态seq2a′;从seqa中选取另一组光粒子序列seq1a,其中,seq1a与seq2a中的光粒子数量相同,将seq1a与seq2a′相应光粒子进行联合bell基测量,根据量子隐形传态,在联合bell基测量后,光粒子序列seq1a和seq1b中相应粒子已消除纠缠,同时光粒子序列seq1b中粒子塌缩到与seq2a′相应光粒子相同的量子态,其中,seq1b为seqb中与seq1a对应的一组光粒子;将光粒子序列seq1a和seq2a的位置信息用与接收端设备共享的密钥加密,通过经典信道发送给接收端设备。本发明实施例提供一种隐蔽通信方法,应用于接收端设备,所述接收端设备预置有光粒子序列seqb,所述光粒子序列seqb与接收端设备预置的光粒子序列seqa互为纠缠粒子对序列;所述发送端设备和接收端设备预置有共享的密钥;所述方法包括:发送端设备与接收端设备商定幺正变换与经典信息之间的对应关系;所述方法还包括:在seqb中的一组光粒子序列seq1b与seq1a消除纠缠且seq1b中粒子塌缩到与seq2a′相应光粒子相同的量子态后,接收发送端设备发送的加密的光粒子序列seq1a和seq2a的位置信息,并用预置的共享密钥解密,恢复出seq1a和seq2a的位置信息;其中,seq1a为seqa中与seq1b对应的一组光粒子,seq2a为seqa中另一组光粒子序列,seq1a与seq2a中的光粒子数量相同,seq2a′为seq2a根据要传输的机密信息进行幺正变换后的末态;根据seq1a的位置信息获取seq1b位置的光粒子,所获取的seq1b位置的光粒子与seq2a′相应光粒子有相同的量子态;以及根据seq2a的位置信息获取seq2b位置的光粒子,所获取的seq2b位置的光粒子与seq2a相应光粒子有相同的量子态;根据获取的seq1b位置的光粒子的量子态和seq2b位置的光粒子的量子态推算出seq2a到seq2a′做的幺正变换,得到发送端设备传输的机密信息的幺正变换序列;根据与发送端设备商定的幺正变换与经典信息之间的对应关系将机密信息的幺正变换序列转换为经典机密序列,从而恢复出机密信息明文。本发明实施例提供一种隐蔽通信装置,应用于发送端设备,所述发送端设备预置有光粒子序列seqa,所述光粒子序列seqa与接收端设备预置的光粒子序列seqb互为纠缠粒子对序列;所述发送端设备和接收端设备预置有共享的密钥;所述装置包括:第一协商单元,用于发送端设备与接收端设备商定幺正变换与经典信息之间的对应关系;所述装置还包括:第一转换单元,用于根据与接收端设备商定的幺正变换与经典信息之间的对应关系将要传输的经典机密序列转换为幺正变换序列;第二转换单元,用于从seqa中选取一组光粒子序列seq2a,根据机密信息转换的幺正变换序列对seq2a进行相应的幺正变换,得到光粒子序列seq2a的末态seq2a′;测量单元,用于从seqa中选取另一组光粒子序列seq1a,其中,seq1a与seq2a中的光粒子数量相同,将seq1a与seq2a′相应光粒子进行联合bell基测量,根据量子隐形传态,在联合bell基测量后,光粒子序列seq1a和seq1b中相应粒子已消除纠缠,同时光粒子序列seq1b中粒子塌缩到与seq2a′相应光粒子相同的量子态,其中,seq1b为seqb中与seq1a对应的一组光粒子;加密单元,用于将光粒子序列seq1a和seq2a的位置信息用与接收端设备共享的密钥加密;发送单元,用于将加密后的seq1a和seq2a的位置信息通过经典信道发送给接收端设备。本发明实施例提供一种隐蔽通信装置,应用于接收端设备,所述接收端设备预置有光粒子序列seqb,所述光粒子序列seqb与接收端设备预置的光粒子序列seqa互为纠缠粒子对序列;所述发送端设备和接收端设备预置有共享的密钥;所述装置包括:第二协商单元,用于发送端设备与接收端设备商定幺正变换与经典信息之间的对应关系;其特征在于,所述装置还包括:接收单元,用于在seqb中的一组光粒子序列seq1b与seq1a消除纠缠且seq1b中粒子塌缩到与seq2a′相应光粒子相同的量子态后,接收发送端设备发送的加密的光粒子序列seq1a和seq2a的位置信息;解密单元,用于用预置的共享密钥解密,恢复出seq1a和seq2a的位置信息;其中,seq1a为seqa中与seq1b对应的一组光粒子,seq2a为seqa中另一组光粒子序列,seq1a与seq2a中的光粒子数量相同,seq2a′为seq2a根据要传输的机密信息进行幺正变换后的末态;获取单元,用于根据seq1a的位置信息获取seq1b位置的光粒子,所获取的seq1b位置的光粒子与seq2a′相应光粒子有相同的量子态;以及根据seq2a的位置信息获取seq2b位置的光粒子,所获取的seq2b位置的光粒子与seq2a相应光粒子有相同的量子态;第三转换单元,用于根据获取的seq1b位置的光粒子的量子态和seq2b位置的光粒子的量子态推算出seq2a到seq2a′做的幺正变换,得到发送端设备传输的机密信息的幺正变换序列;第四转换单元,用于根据与发送端设备商定的幺正变换与经典信息之间的对应关系将机密信息的幺正变换序列转换为经典机密序列,从而恢复出机密信息明文。本发明实施例还提供一种电子设备,包括存储器、处理器以及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序,所述处理器执行所述程序时实现上述隐蔽通信方法。本发明实施例还提供一种非暂态计算机可读存储介质,其上存储有计算机程序,所述程序被处理器执行时实现上述隐蔽通信方法。本发明实施例提供的隐蔽通信方法和装置,利用量子密码技术与经典密码技术相结合实现隐蔽通信,通过将机密信息转换为幺正变换序列,利用预置的光粒子序列状态的变化将传输机密信息嵌入纠缠粒子对,利用经典密码加密技术实现光粒子位置信息共享,使接收端能够根据纠缠粒子对状态的变化推断对应经典机密信息。避免了传统量子稠密编码通信中繁琐、高成本的光粒子序列产生与分发流程,大大降低了隐蔽通信实现的复杂度、失败率以及成本,进而提高了通信的效率,同时也降低了隐蔽通信实施的门槛,使得利用本发明实施例实现隐蔽通信的实用性大大提高。附图说明为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图是本发明的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为本发明一实施例提供的隐蔽通信方法的流程示意图;图2为本发明一实施例提供的隐蔽通信方法的流程示意图;图3为本发明一实施例提供的隐蔽通信装置的结构示意图;图4为本发明一实施例提供的隐蔽通信装置的结构示意图;图5为本发明一实施例提供的电子设备的结构示意图。具体实施方式为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。图1示出了本发明实施例提供的一种隐蔽通信方法的流程示意图。本发明实施例提供的隐蔽通信方法应用于发送端设备,所述发送端设备预置有光粒子序列seqa,所述光粒子序列seqa与接收端设备预置的光粒子序列seqb互为纠缠粒子对序列;所述发送端设备和接收端设备预置有共享的密钥;所述方法包括:发送端设备与接收端设备商定幺正变换与经典信息之间的对应关系。具体地,采用设信息发送者alice和信息接受者bob为通信双方来描述本发明实施例发送端设备与接收端设备之间的通信。信息发送者alice和信息接受者bob双方预置有epr纠缠粒子对的光粒子序列,同时共享一对或者多对加密密钥。alice和bob先共享一对处于如下bell基态的epr源产生的epr纠缠粒子:在上式中,脚标1、2表示由通信双方alice和bob分别拥有粒子1和粒子2,从而在通信双方alice和bob之间构筑了一个epr量子信道。通信双方预置有纠缠粒子对的光粒子序列,光粒子序列中光粒子数量足够多,可以满足通信双方实现信息通信所需。从提高通信安全性考虑,通信双方可以拥有多组光粒子序列。alice和bob预置有纠缠粒子对的光粒子序列分别为seqa、seqb。通信双方alice和bob在进行通信前,商定幺正变换{i,σx,iσy,σz}与经典信息{00,01,10,11}之间的对应关系。如图1所示,所述方法还包括:s11、根据与接收端设备商定的幺正变换与经典信息之间的对应关系将要传输的经典机密序列转换为幺正变换序列;具体地,通信双方预置有用于经典通信的密钥。信息发送者alice根据要传输的经典机密信息序列m(i)secret(i=1,2,…,t),结合幺正变换{i,σx,iσy,σz}与经典信息{00,01,10,11}之间的对应关系,可推算出对应的幺正变换序列e(i)secret(i=1,2,..,t)。s12、从seqa中选取一组光粒子序列seq2a,根据机密信息转换的幺正变换序列对seq2a进行相应的幺正变换,得到光粒子序列seq2a的末态seq2a′;具体地,seq2a的表达式如下:seq2a={p1(2),p2(2),…,pi(2),…,pt(2)}其中,i表示纠缠粒子对序列中光粒子的顺序序号,1≤i≤t。对seq2a按照机密信息的幺正变换序列进行相应的幺正变换得到seq2a的末态seq2a′。s13、从seqa中选取另一组光粒子序列seq1a,其中,seq1a与seq2a中的光粒子数量相同,将seq1a与seq2a′相应光粒子进行联合bell基测量,根据量子隐形传态,在联合bell基测量后,光粒子序列seq1a和seq1b中相应粒子已消除纠缠,同时光粒子序列seq1b中粒子塌缩到与seq2a′相应光粒子相同的量子态,其中,seq1b为seqb中与seq1a对应的一组光粒子;具体地,信息发送者alice从seqa中选取一组光粒子序列seq1a如下式:seq1a={p1(1),p2(1),…,pi(1),…,pt(1)}其中,i表示纠缠粒子对序列中光粒子的顺序序号,1≤i≤t。seq1a与seq2a中的光粒子数量相同。信息发送者alice将seq1a与seq2a末态(seq2a′)相应光粒子进行联合bell基测量;根据量子隐形传态,测量结果为任意一个bell基态的概率都为1/4,alice记录并保存此有序测量结果即为s=(s(1),s(2),…,s(t));在alice实施联合bell基测量后,光粒子序列seq1a和seq1b中相应粒子已消纠缠,同时光粒子序列seq1b中粒子塌缩到与seq2a末态(seq2a′)相应光粒子相同的量子态。s14、将光粒子序列seq1a和seq2a的位置信息用与接收端设备共享的密钥加密,通过经典信道发送给接收端设备。具体地,信息发送者alice将光粒子序列seq1a、seq2a的位置信息(包括所在组的序号以及每组中光粒子的序号)用与信息接收者bob共享的密钥加密,通过经典信道发送给bob。本发明实施例提供的隐蔽通信方法,利用量子密码技术与经典密码技术相结合实现隐蔽通信,通过将机密信息转换为幺正变换序列,利用预置的光粒子序列状态的变化将传输机密信息嵌入纠缠粒子对,利用经典密码加密技术实现光粒子位置信息共享,使接收端能够根据纠缠粒子对状态的变化推断对应经典机密信息。避免了传统量子稠密编码通信中繁琐、高成本的光粒子序列产生与分发流程,大大降低了隐蔽通信实现的复杂度、失败率以及成本,进而提高了通信的效率,同时也降低了隐蔽通信实施的门槛,使得利用本发明实施例实现隐蔽通信的实用性大大提高。在上述实施例的基础上,所述发送端设备与接收端设备商定幺正变换与经典信息之间的对应关系包括:商定四个幺正变换分别与经典信息编码{00,01,10,11}的对应关系为:i对应00,σx对应01,iσy对应10,以及σz对应11;其中,具体地,四个幺正变换包括单位运算i和3个pauli运算σx、iσy、σz。alice根据要传输的经典信息的比特序列按照上述商定的对应关系,对拥有的光粒子进行幺正变换。在上述实施例的基础上,对光粒子进行幺正变换,纠缠粒子对状态变化为:具体地,针对不同bell基态进行幺正变换情况如表1所示。表1|φ+>|φ->|ψ+>|ψ->i|φ+>|φ->|ψ+>|ψ->σx|ψ+>|ψ->|φ+>|φ->iσy|ψ->|ψ+>|φ->|φ+>σz|φ->|φ+>|ψ->|ψ+>图2示出了本发明一实施例提供的隐蔽通信方法的流程示意图。本发明实施例提供的隐蔽通信方法应用于接收端设备,所述接收端设备预置有光粒子序列seqb,所述光粒子序列seqb与接收端设备预置的光粒子序列seqa互为纠缠粒子对序列;所述发送端设备和接收端设备预置有共享的密钥;所述方法包括:发送端设备与接收端设备商定幺正变换与经典信息之间的对应关系。具体地,采用设信息发送者alice和信息接受者bob为通信双方来描述本发明实施例发送端设备与接收端设备之间的通信。信息发送者alice和信息接受者bob双方预置有epr纠缠粒子对的光粒子序列,同时共享一对或者多对加密密钥。alice和bob先共享一对处于如下bell基态的epr源产生的epr纠缠粒子:在上式中,脚标1、2表示由通信双方alice和bob分别拥有粒子1和粒子2,从而在通信双方alice和bob之间构筑了一个epr量子信道。通信双方预置有纠缠粒子对的光粒子序列,光粒子序列中光粒子数量足够多,可以满足通信双方实现信息通信所需。从提高通信安全性考虑,通信双方可以拥有多组光粒子序列。alice和bob预置有纠缠粒子对的光粒子序列分别为seqa、seqb。通信双方alice和bob在进行通信前,商定幺正变换{i,σx,iσy,σz}与经典信息{00,01,10,11}之间的对应关系。如图2所示,所述方法还包括:s21、在seqb中的一组光粒子序列seq1b与seq1a消除纠缠且seq1b中粒子塌缩到与seq2a′相应光粒子相同的量子态后,接收发送端设备发送的加密的光粒子序列seq1a和seq2a的位置信息,并用预置的共享密钥解密,恢复出seq1a和seq2a的位置信息;其中,seq1a为seqa中与seq1b对应的一组光粒子,seq2a为seqa中另一组光粒子序列,seq1a与seq2a中的光粒子数量相同,seq2a′为seq2a根据要传输的机密信息进行幺正变换后的末态;具体地,信息接收者bob收到alice发来的加密信息后,用预置的共享密钥解密,恢复出seq1a、seq2a的位置信息,在预置的光粒子序列中找出相应的光粒子序列seq1b(对应2a的末态seq2a′)seq2b(对应2a的初态)。s22、根据seq1a的位置信息获取seq1b位置的光粒子,所获取的seq1b位置的光粒子与seq2a′相应光粒子有相同的量子态;以及根据seq2a的位置信息获取seq2b位置的光粒子,所获取的seq2b位置的光粒子与seq2a相应光粒子有相同的量子态;具体地,seq1a位置对应seq1b位置,此时seq1b位置的量子态与seq2a末态(seq2a′)相同;seq2a位置对应seq2b位置,此时seq2b位置的量子态与seq2a初态相同。从而信息接受者bob根据光粒子序列seq1b、seq2b所处的bell基态,能够得到seq2a的初态和seq2a末态。s23、根据获取的seq1b位置的光粒子的量子态和seq2b位置的光粒子的量子态推算出seq2a到seq2a′做的幺正变换,得到发送端设备传输的机密信息的幺正变换序列;具体地,seq1b位置的光粒子的量子态对应seq2a的初态,seq2b位置的光粒子的量子态对应seq2a的末态(seq2a′),根据seq2a的初态和seq2a末态(seq2a′),结合表1给出的bell基态的幺正变换对应关系,即可推算出seq2a到seq2a′进行了哪些幺正变换,得到幺正变换序列,即e(i)secret(i=1,2,..,t)。s24、根据与发送端设备商定的幺正变换与经典信息之间的对应关系将机密信息的幺正变换序列转换为经典机密序列,从而恢复出机密信息明文。具体地,再根据预先商定的幺正变换与经典信息对应关系,对e(i)secret(i=1,2,..,t)进行变换,可得出信息发送者alice要传输的经典机密信息序列m(i)secret(i=1,2,…,t),恢复出经典机密信息,进而实现了机密信息的隐蔽传输。本发明实施例提供的隐蔽通信方法,利用量子密码技术与经典密码技术相结合实现隐蔽通信,通过将机密信息转换为幺正变换序列,利用预置的光粒子序列状态的变化将传输机密信息嵌入纠缠粒子对,利用经典密码加密技术实现光粒子位置信息共享,使接收端能够根据纠缠粒子对状态的变化推断对应经典机密信息。避免了传统量子稠密编码通信中繁琐、高成本的光粒子序列产生与分发流程,大大降低了隐蔽通信实现的复杂度、失败率以及成本,进而提高了通信的效率,同时也降低了隐蔽通信实施的门槛,使得利用本发明实施例实现隐蔽通信的实用性大大提高。在上述实施例的基础上,所述发送端设备与接收端设备商定幺正变换与经典信息之间的对应关系包括:商定四个幺正变换分别与经典信息编码{00,01,10,11}的对应关系为:i对应00,σx对应01,iσy对应10,以及σz对应11;其中,具体地,四个幺正变换包括单位运算i和3个pauli运算σx、iσy、σz。alice根据要传输的经典信息的比特序列按照上述商定的对应关系,对拥有的光粒子进行幺正变换。图3示出了本发明实施例提供的一种隐蔽通信装置的结构示意图。本发明实施例提供的隐蔽通信装置,应用于发送端设备,所述发送端设备预置有光粒子序列seqa,所述光粒子序列seqa与接收端设备预置的光粒子序列seqb互为纠缠粒子对序列;所述发送端设备和接收端设备预置有共享的密钥;所述装置包括:第一协商单元,用于发送端设备与接收端设备商定幺正变换与经典信息之间的对应关系。具体地,采用设信息发送者alice和信息接受者bob为通信双方来描述本发明实施例发送端设备与接收端设备之间的通信。信息发送者alice和信息接受者bob双方预置有epr纠缠粒子对的光粒子序列,同时共享一对或者多对加密密钥。alice和bob先共享一对处于如下bell基态的epr源产生的epr纠缠粒子:在上式中,脚标1、2表示由通信双方alice和bob分别拥有粒子1和粒子2,从而在通信双方alice和bob之间构筑了一个epr量子信道。通信双方预置有纠缠粒子对的光粒子序列,光粒子序列中光粒子数量足够多,可以满足通信双方实现信息通信所需。从提高通信安全性考虑,通信双方可以拥有多组光粒子序列。alice和bob预置有纠缠粒子对的光粒子序列分别为seqa、seqb。通信双方alice和bob在进行通信前,商定幺正变换{i,σx,iσy,σz}与经典信息{00,01,10,11}之间的对应关系。如图3所示,所述装置还包括:第一转换单元11、第二转换单元12、测量单元13、加密单元14以及发送单元15,其中:所述第一转换单元11,用于根据与接收端设备商定的幺正变换与经典信息之间的对应关系将要传输的经典机密序列转换为幺正变换序列;具体地,通信双方预置有用于经典通信的密钥。信息发送者alice根据要传输的经典机密信息序列m(i)secret(i=1,2,…,t),结合幺正变换{i,σx,iσy,σz}与经典信息{00,01,10,11}之间的对应关系,可推算出对应的幺正变换序列e(i)secret(i=1,2,..,t)。所述第二转换单元12,用于从seqa中选取一组光粒子序列seq2a,根据机密信息转换的幺正变换序列对seq2a进行相应的幺正变换,得到光粒子序列seq2a的末态seq2a′;具体地,seq2a的表达式如下:seq2a={p1(2),p2(2),…,pi(2),…,pt(2)}其中,i表示纠缠粒子对序列中光粒子的顺序序号,1≤i≤t。对seq2a按照机密信息的幺正变换序列进行相应的幺正变换得到seq2a的末态seq2a′。所述测量单元13,用于从seqa中选取另一组光粒子序列seq1a,其中,seq1a与seq2a中的光粒子数量相同,将seq1a与seq2a′相应光粒子进行联合bell基测量,根据量子隐形传态,在联合bell基测量后,光粒子序列seq1a和seq1b中相应粒子已消除纠缠,同时光粒子序列seq1b中粒子塌缩到与seq2a′相应光粒子相同的量子态,其中,seq1b为seqb中与seq1a对应的一组光粒子;具体地,信息发送者alice从seqa中选取一组光粒子序列seq1a如下式:seq1a={p1(1),p2(1),…,pi(1),…,pt(1)}其中,i表示纠缠粒子对序列中光粒子的顺序序号,1≤i≤t。seq1a与seq2a中的光粒子数量相同。信息发送者alice将seq1a与seq2a末态(seq2a′)相应光粒子进行联合bell基测量;根据量子隐形传态,测量结果为任意一个bell基态的概率都为1/4,alice记录并保存此有序测量结果即为s=(s(1),s(2),…,s(t));在alice实施联合bell基测量后,光粒子序列seq1a和seq1b中相应粒子已消纠缠,同时光粒子序列seq1b中粒子塌缩到与seq2a末态(seq2a′)相应光粒子相同的量子态。所述加密单元14,用于将光粒子序列seq1a和seq2a的位置信息用与接收端设备共享的密钥加密;所述发送单元15,用于将加密后的seq1a和seq2a的位置信息通过经典信道发送给接收端设备。具体地,信息发送者alice将光粒子序列seq1a、seq2a的位置信息(包括所在组的序号以及每组中光粒子的序号)用与信息接收者bob共享的密钥加密,通过经典信道发送给bob。本发明实施例提供的隐蔽通信装置,利用量子密码技术与经典密码技术相结合实现隐蔽通信,通过将机密信息转换为幺正变换序列,利用预置的光粒子序列状态的变化将传输机密信息嵌入纠缠粒子对,利用经典密码加密技术实现光粒子位置信息共享,使接收端能够根据纠缠粒子对状态的变化推断对应经典机密信息。避免了传统量子稠密编码通信中繁琐、高成本的光粒子序列产生与分发流程,大大降低了隐蔽通信实现的复杂度、失败率以及成本,进而提高了通信的效率,同时也降低了隐蔽通信实施的门槛,使得利用本发明实施例实现隐蔽通信的实用性大大提高。在上述实施例的基础上,所述第一协商单元,用于商定四个幺正变换分别与经典信息编码{00,01,10,11}的对应关系为:i对应00,σx对应01,iσy对应10,以及σz对应11;其中,具体地,四个幺正变换包括单位运算i和3个pauli运算σx、iσy、σz。alice根据要传输的经典信息的比特序列按照上述商定的对应关系,对拥有的光粒子进行幺正变换。在上述实施例的基础上,所述第二变换单元对光粒子进行幺正变换,纠缠粒子对状态变化为:具体地,针对不同bell基态进行幺正变换情况如表1所示。图4示出了本发明实施例提供的一种隐蔽通信装置的结构示意图。本发明实施例提供的隐蔽通信装置,应用于接收端设备,所述接收端设备预置有光粒子序列seqb,所述光粒子序列seqb与接收端设备预置的光粒子序列seqa互为纠缠粒子对序列;所述发送端设备和接收端设备预置有共享的密钥;所述装置包括:第二协商单元,用于发送端设备与接收端设备商定幺正变换与经典信息之间的对应关系。具体地,采用设信息发送者alice和信息接受者bob为通信双方来描述本发明实施例发送端设备与接收端设备之间的通信。信息发送者alice和信息接受者bob双方预置有epr纠缠粒子对的光粒子序列,同时共享一对或者多对加密密钥。alice和bob先共享一对处于如下bell基态的epr源产生的epr纠缠粒子:在上式中,脚标1、2表示由通信双方alice和bob分别拥有粒子1和粒子2,从而在通信双方alice和bob之间构筑了一个epr量子信道。通信双方预置有纠缠粒子对的光粒子序列,光粒子序列中光粒子数量足够多,可以满足通信双方实现信息通信所需。从提高通信安全性考虑,通信双方可以拥有多组光粒子序列。alice和bob预置有纠缠粒子对的光粒子序列分别为seqa、seqb。通信双方alice和bob在进行通信前,商定幺正变换{i,σx,iσy,σz}与经典信息{00,01,10,11}之间的对应关系。如图4所示,所述装置还包括:接收单元21、解密单元22、获取单元23、第三转换单元24以及第四转换单元25,其中:所述接收单元21,用于在seqb中的一组光粒子序列seq1b与seq1a消除纠缠且seq1b中粒子塌缩到与seq2a′相应光粒子相同的量子态后,接收发送端设备发送的加密的光粒子序列seq1a和seq2a的位置信息;所述解密单元22,用于用预置的共享密钥解密,恢复出seq1a和seq2a的位置信息;其中,seq1a为seqa中与seq1b对应的一组光粒子,seq2a为seqa中另一组光粒子序列,seq1a与seq2a中的光粒子数量相同,seq2a′为seq2a根据要传输的机密信息进行幺正变换后的末态;具体地,信息接收者bob收到alice发来的加密信息后,用预置的共享密钥解密,恢复出seq1a、seq2a的位置信息,在预置的光粒子序列中找出相应的光粒子序列seq1b(对应2a的末态seq2a′)seq2b(对应2a的初态)。所述获取单元23,用于根据seq1a的位置信息获取seq1b位置的光粒子,所获取的seq1b位置的光粒子与seq2a′相应光粒子有相同的量子态;以及根据seq2a的位置信息获取seq2b位置的光粒子,所获取的seq2b位置的光粒子与seq2a相应光粒子有相同的量子态;具体地,seq1a位置对应seq1b位置,此时seq1b位置的量子态与seq2a末态(seq2a′)相同;seq2a位置对应seq2b位置,此时seq2b位置的量子态与seq2a初态相同。从而信息接受者bob根据光粒子序列seq1b、seq2b所处的bell基态,能够得到seq2a的初态和seq2a末态。所述第三转换单元24,用于根据获取的seq1b位置的光粒子的量子态和seq2b位置的光粒子的量子态推算出seq2a到seq2a′做的幺正变换,得到发送端设备传输的机密信息的幺正变换序列;具体地,seq1b位置的光粒子的量子态对应seq2a的初态,seq2b位置的光粒子的量子态对应seq2a的末态(seq2a′),根据seq2a的初态和seq2a末态(seq2a′),结合表1给出的bell基态的幺正变换对应关系,即可推算出seq2a到seq2a′进行了哪些幺正变换,得到幺正变换序列,即e(i)secret(i=1,2,..,t)。所述第四转换单元25,用于根据与发送端设备商定的幺正变换与经典信息之间的对应关系将机密信息的幺正变换序列转换为经典机密序列,从而恢复出机密信息明文。具体地,再根据预先商定的幺正变换与经典信息对应关系,对e(i)secret(i=1,2,..,t)进行变换,可得出信息发送者alice要传输的经典机密信息序列m(i)secret(i=1,2,…,t),恢复出经典机密信息,进而实现了机密信息的隐蔽传输。本发明实施例提供的隐蔽通信装置,利用量子密码技术与经典密码技术相结合实现隐蔽通信,通过将机密信息转换为幺正变换序列,利用预置的光粒子序列状态的变化将传输机密信息嵌入纠缠粒子对,利用经典密码加密技术实现光粒子位置信息共享,使接收端能够根据纠缠粒子对状态的变化推断对应经典机密信息。避免了传统量子稠密编码通信中繁琐、高成本的光粒子序列产生与分发流程,大大降低了隐蔽通信实现的复杂度、失败率以及成本,进而提高了通信的效率,同时也降低了隐蔽通信实施的门槛,使得利用本发明实施例实现隐蔽通信的实用性大大提高。在上述实施例的基础上,所述第二协商单元,用于商定四个幺正变换分别与经典信息编码{00,01,10,11}的对应关系为:i对应00,σx对应01,iσy对应10,以及σz对应11;其中,具体地,四个幺正变换包括单位运算i和3个pauli运算σx、iσy、σz。alice根据要传输的经典信息的比特序列按照上述商定的对应关系,对拥有的光粒子进行幺正变换。图5示例了一种服务器的实体结构示意图,如图5所示,该服务器可以包括:处理器(processor)31、通信接口(communicationsinterface)32、存储器(memory)33和通信总线34,其中,处理器31,通信接口32,存储器33通过通信总线34完成相互间的通信。处理器31可以调用存储器33中的逻辑指令,以执行如下方法:根据与接收端设备商定的幺正变换与经典信息之间的对应关系将要传输的经典机密序列转换为幺正变换序列;从seqa中选取一组光粒子序列seq2a,根据机密信息转换的幺正变换序列对seq2a进行相应的幺正变换,得到光粒子序列seq2a的末态seq2a′;从seqa中选取另一组光粒子序列seq1a,其中,seq1a与seq2a中的光粒子数量相同,将seq1a与seq2a′相应光粒子进行联合bell基测量,根据量子隐形传态,在联合bell基测量后,光粒子序列seq1a和seq1b中相应粒子已消除纠缠,同时光粒子序列seq1b中粒子塌缩到与seq2a′相应光粒子相同的量子态,其中,seq1b为seqb中与seq1a对应的一组光粒子;将光粒子序列seq1a和seq2a的位置信息用与接收端设备共享的密钥加密,通过经典信道发送给接收端设备。另一方面,本发明实施例还提供一种非暂态计算机可读存储介质,其上存储有计算机程序,该计算机程序被处理器执行时实现以执行上述各实施例提供的传输方法,例如包括:根据与接收端设备商定的幺正变换与经典信息之间的对应关系将要传输的经典机密序列转换为幺正变换序列;从seqa中选取一组光粒子序列seq2a,根据机密信息转换的幺正变换序列对seq2a进行相应的幺正变换,得到光粒子序列seq2a的末态seq2a′;从seqa中选取另一组光粒子序列seq1a,其中,seq1a与seq2a中的光粒子数量相同,将seq1a与seq2a′相应光粒子进行联合bell基测量,根据量子隐形传态,在联合bell基测量后,光粒子序列seq1a和seq1b中相应粒子已消除纠缠,同时光粒子序列seq1b中粒子塌缩到与seq2a′相应光粒子相同的量子态,其中,seq1b为seqb中与seq1a对应的一组光粒子;将光粒子序列seq1a和seq2a的位置信息用与接收端设备共享的密钥加密,通过经典信道发送给接收端设备。此外,上述的存储器33中的逻辑指令可以通过软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时,可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解,本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来,该计算机软件产品存储在一个存储介质中,包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机,服务器,或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括:u盘、移动硬盘、只读存储器(rom,read-onlymemory)、随机存取存储器(ram,randomaccessmemory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的,其中所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的,作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元,即可以位于一个地方,或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。本领域普通技术人员在不付出创造性的劳动的情况下,即可以理解并实施。通过以上的实施方式的描述,本领域的技术人员可以清楚地了解到各实施方式可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现,当然也可以通过硬件。基于这样的理解,上述技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来,该计算机软件产品可以存储在计算机可读存储介质中,如rom/ram、磁碟、光盘等,包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机,服务器,或者网络设备等)执行各个实施例或者实施例的某些部分所述的方法。最后应说明的是:以上实施例仅用以说明本发明的技术方案,而非对其限制;尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明,本领域的普通技术人员应当理解:其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改,或者对其中部分技术特征进行等同替换;而这些修改或者替换,并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。当前第1页12
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