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安全多方量子计算协议研究

安全多方量子计算协议研究

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作者：谢力湘潭大学

学位级别：硕士

安全多方量子计算作为近二十年来最热门的量子密码学研究方向之一,具有很多经典安全多方计算难以匹敌的优势。它通过在经典安全多方计算协议中引入量子信息技术可以使两个或两个以上的参与方在保证各自输入数据安全的情况下合作计算一... 详细信息

安全多方量子计算作为近二十年来最热门的量子密码学研究方向之一,具有很多经典安全多方计算难以匹敌的优势。它通过在经典安全多方计算协议中引入量子信息技术可以使两个或两个以上的参与方在保证各自输入数据安全的情况下合作计算一个联合函数。为了使协议适用于某个特定的场景,安全多方量子计算演化出许多专用协议。量子私有比较协议作为一类重要的专用协议,由于适用性广,易于移植到其他复杂安全多方量子计算协议等原因,近年来受到学者们的广泛关注。量子私有比较协议可以使两个参与方比较他们的秘密数据是否相等,而且不会泄露各自的秘密数据。在当前的科技条件下,量子资源获取难度较大,由此诞生了半量子私有比较协议,它能有效地降低两个参与方所需的量子能力,使协议在将来更容易实现。本文主要研究安全多方量子计算的相关问题,并且针对安全多方量子计算领域内的半量子私有比较协议做了如下两个工作。1.针对两个基于Bell态的半量子私有比较协议进行分析,并提出两种这类协议无法避免的攻击。在第一种攻击中,一个外部窃听者可以使所有参与方接受错误的结果。而在第二种攻击中,一个恶意的参与方在使另一个诚实参与方接受不正确结果的同时还可能获得诚实参与方的秘密信息。为了抵抗这两种攻击,基于Bell态与测量重发模型提出一种新的半量子私有比较协议。所提出的协议也可以抵抗其他常见半量子密码协议可能遭遇的攻击,如拦截重发攻击,测量重发攻击和纠缠测量攻击等。2.分析基于G-like态的半量子私有比较协议的安全漏洞,给出在此漏洞下一个不诚实参与方通过执行双重CNOT门攻击获得另一个诚实参与方秘密的概率。在没有提高半量子参与方量子能力的同时改进这个协议,使改进后的协议可以有效避免诚实参与方的秘密被窃取,同时也能抵抗原本协议能防范的一些常见的攻击方法。

关键词：量子密码量子信息处理安全多方量子计算半量子私有比较

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基于盲量子计算的安全多方量子计算研究

基于盲量子计算的安全多方量子计算研究

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作者：朱雅清湘潭大学

学位级别：硕士

量子计算是以量子力学为基础对量子信息单元进行处理的一种新型计算模式。量子计算机可以解决经典计算机所能解决的问题。基于量子叠加性,量子算法在处理一些问题时速度要快于已有经典算法。由于量子资源有限,在未来很长一段时间内,量... 详细信息

量子计算是以量子力学为基础对量子信息单元进行处理的一种新型计算模式。量子计算机可以解决经典计算机所能解决的问题。基于量子叠加性,量子算法在处理一些问题时速度要快于已有经典算法。由于量子资源有限,在未来很长一段时间内,量子计算很可能以“云计算”的模式提供给普通用户使用。如何保证用户数据的隐私是亟待解决的问题,安全多方量子计算和盲量子计算为此提供了解决方案。安全多方量子计算结合了经典密码学和量子计算的概念,使得两个或两个以上的参与方可以计算一些公共函数,并保证每个参与方的输入数据不被泄露。盲量子计算则可以使没有量子能力或者拥有有限量子能力的用户借助不可信的量子服务器完成量子计算,并且保证其算法和数据的私密性。本文针对安全多方量子计算和盲量子计算进行研究,主要有三个方面的工作。1、通过对现有盲量子协议和相应的验证方法进行分析,提出一种改进的基于测量的可仲裁盲量子计算协议。协议借助可信第三方来解决计算过程中客户Alice和服务器Bob之间可能存在的诚信问题。2、通过消除典型的双方量子计算协议中准备阶段参与方使用密钥加密和解密的过程,提出一种参与方Bob通过使用量子测量替代原协议中量子态制备和对输入进行加密操作的安全双方量子计算协议。除此之外,参与方Alice需要具备制备量子比特和执行Pauli-X、Pauli-Z门操作的能力。3、提出只需要参与方通过测量来完成计算和验证的安全双方量子计算协议。该协议进一步简化参与方Bob的操作,将协议所需的资源态扩展至图态,并且协议过程中不需要参与双方进行加密和解密操作,消除了密钥泄露的可能性,也将通过对比类似协议分析协议的安全性。

关键词：量子计算量子信息处理量子算法安全多方量子计算盲量子计算

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具有盲特性的量子计算理论研究

具有盲特性的量子计算理论研究

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作者：张晓倩暨南大学

学位级别：硕士

安全多方量子计算是由量子信息技术与安全多方计算技术结合产生的,相关研究内容包括盲量子计算、量子保密比较、量子匿名通信、量子投票和量子拍卖等。由于在安全多方量子计算中引入了量子信息技术,所以在其安全性、健壮性、通信效率等... 详细信息

安全多方量子计算是由量子信息技术与安全多方计算技术结合产生的,相关研究内容包括盲量子计算、量子保密比较、量子匿名通信、量子投票和量子拍卖等。由于在安全多方量子计算中引入了量子信息技术,所以在其安全性、健壮性、通信效率等方面都有较大的提高,本文研究了其中的量子保密比较和盲量子计算。量子保密比较允许两个互不信任的参与方在不揭示秘密的前提下将要比较的秘密进行加密,根据加密的结果来比较是否相等,而盲量子计算允许用户在没有足够量子资源和量子技术的情况下,将量子计算的任务交给服务器来完成,并且可以保证用户的输入、输出和计算过程都是保密的。本文提出了三个具有盲特性的量子计算方案:1)基于Bell态的环形量子保密比较方案,由TP(the third party)准备量子态和计算比较结果,且TP不能知道任何秘密信息,操作简便、易于理解;2)基于纠缠交换的两方量子保密比较方案,此方案是在Liu(***.2012,57(4):583-588)和Chen(Int.J ***.2014,53(3):837-840)方案的基础上提出的,本文方案更为安全可靠;3)基于-型纠缠态的盲量子计算方案,该方案以-型纠缠态为源态,利用brickwork态的盲性保护输入、输出和量子计算过程。经过分析和证明,这三个方案都是安全和可行的。

关键词：安全多方量子计算量子保密比较纠缠态纠缠交换盲量子计算

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