基于非最大糾纏信道和信號重排技術(shù)的多方控制量子隱寫協(xié)議的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種基于非最大糾纏信道和信號重排技術(shù)的多方控制量子隱寫協(xié)議，包括信息準(zhǔn)備模塊、信息隱藏模塊、檢測監(jiān)聽模塊和信息解碼恢復(fù)模塊，利用非最大糾纏信道和信號位置重排建立安全信道，實(shí)現(xiàn)多方控制下的量子安全通信。本發(fā)明只需要用到單光子檢測器，避免使用技術(shù)上難以實(shí)現(xiàn)的多粒子聯(lián)合測量和糾纏交換。
【專利說明】基于非最大糾纏信道和信號重排技術(shù)的多方控制量子隱寫協(xié)議
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種量子安全通信協(xié)議，具體涉及一種基于非最大糾纏信道和信號重排技術(shù)的多方控制量子隱寫協(xié)議。
【背景技術(shù)】
[0002]量子安全通信(QSDC)將經(jīng)典通信與量子力學(xué)性質(zhì)結(jié)合在一起，利用量子態(tài)奇異的性質(zhì)，借助已有的技術(shù)，實(shí)施量子保密通信，其目標(biāo)是利用微觀粒子的量子屬性實(shí)現(xiàn)信息保護(hù)的一種新型安全通信體制。由量子不可克隆定理和測不準(zhǔn)原理保證其絕對安全性。然而，作為量子密碼的重要研究分支，QSDC與量子密碼中量子密鑰分配(QKD)有著明顯的區(qū)另O。QKD是指通信雙方以量子態(tài)為信息載體，利用量子力學(xué)原理在通信雙方之間建立無條件安全的共享密鑰。與QKD不同的是，QSDC可以實(shí)現(xiàn)秘密消息的直接傳送而不需要首先建立密鑰再對秘密消息進(jìn)行加密。基于糾纏粒子系統(tǒng)的QSDC協(xié)議大多采用最大糾纏態(tài)。事實(shí)上，由于消相干及噪聲，基于現(xiàn)有的實(shí)驗(yàn)技術(shù)，往往很難得到最大糾纏態(tài)，利用糾纏提純也只能從部分糾纏的態(tài)中提取出近似的最大糾纏態(tài)。
[0003]現(xiàn)有技術(shù)中，如中國發(fā)明專利CN102801518A公開了一種基于GHZ態(tài)密集編碼和糾纏交換的量子隱寫協(xié)議，上述技術(shù)方案的超量子信道是通過將隱藏信道建立在原始量子安全直接通信協(xié)議上形成的，基于原始的QSDC，秘密消息的傳送通過結(jié)合GHZ態(tài)密集編碼和GHZ態(tài)糾纏交換來實(shí)現(xiàn)。然而，量子糾纏交換就現(xiàn)有的技術(shù)來說，實(shí)現(xiàn)推廣起來很困難，因此，基于現(xiàn)有技術(shù)搭建的量子通信網(wǎng)絡(luò)中，不可能所有的節(jié)點(diǎn)都能進(jìn)行多粒子聯(lián)合測量，如GHZ態(tài)聯(lián)合測量。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的發(fā)明目的是提供一種基于非最大糾纏信道和信號重排技術(shù)的多方控制量子安全通信方法，通過利用非最大糾纏信道和信號位置重排建立安全信道，實(shí)現(xiàn)多方控制下的量子安全通信，避免使用技術(shù)上難以實(shí)現(xiàn)的多粒子聯(lián)合測量和糾纏交換。
[0005]為達(dá)到上述發(fā)明目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是:一種基于非最大糾纏信道和信號重排技術(shù)的多方控制量子隱寫協(xié)議，包括如下步驟:
(1)信息準(zhǔn)備模塊=Alice準(zhǔn)備了大量(η)的和β分別表示粒子A和B的序列，相應(yīng)地，
【權(quán)利要求】
1.一種基于非最大糾纏信道和信號重排技術(shù)的多方控制量子隱寫協(xié)議，其特征在于包括如下步驟: (O信息準(zhǔn)備模塊=Alice準(zhǔn)備了大量(η)的|#+j , &和分別表示粒子A和B的序列，相應(yīng)地，A=[H.A] ’ Sg=IB1,B5,...BJ ,同時Alice另外準(zhǔn)備若干(k)個檢測粒子Sc =[H…Ct],每個粒子隨機(jī)地處于(|0〉，丨1>}和(|+〉,丨->)的基態(tài)之一，Alice記錄序列里的每個粒子所處的狀態(tài)，并將檢測粒子隨機(jī)地插入St ,記下位置，形成一組新的粒子序列G11 = (G1H); ⑵信息隱藏模塊:Alice保留A ,把Ge的粒子Ge={H...G,+i}傳送給第一個控制節(jié)點(diǎn)Charlie1, Charlie1收到％，把Gs中的粒子順序重新排列，記住各個粒子位置重排次序^得到粒子Cf = [Cf, Cf,…Ggy，然后把G,發(fā)送給Charlie2 ,Charlie2實(shí)施與Charlie1類似的操作，在Chai iei的基礎(chǔ)上進(jìn)一步打亂粒子順序，重新排序得到Gfi=N2I Οξκ..41]，依次類推，直至到達(dá)最后一個控制方Charlie,把重排后的粒子序列df = [C#Gf，..乓|]，再發(fā)送給接收方Bob ； (3)檢測監(jiān)聽模塊；采用BB84協(xié)議檢測監(jiān)聽，當(dāng)各個控制方都同意本次安全通信時，將序列置換規(guī)則發(fā)送給Bob，此時Bob恢復(fù)出初始排序粒子4 = (16,…G_|+i}，提取其中的檢測粒子序列*= [GAa，.工*]； (4)信息解碼恢復(fù)模塊:(a)Alice利用Z基{丨「」>,|1>}作為測量基，對&中的粒子執(zhí)行Z基測量，當(dāng)要發(fā)送的消息與`測量結(jié)果一致的時候，則編碼信息比特0，要發(fā)送的消息與測量結(jié)果不一致的時候，編碼信息比特1，通過經(jīng)典信道直接發(fā)送給Bob，Bob得到Alice傳送的經(jīng)典消息；(b)Bob利用Z基料,丨1》作為測量基，對4 =中的粒子執(zhí)行Z基測量；(c) Bob根據(jù)收到的Alice的信息以及測量結(jié)果，解碼得到Alice傳送的秘密信息。
【文檔編號】H04L9/00GK103684743SQ201310650148
【公開日】2014年3月26日 申請日期:2013年12月6日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月6日
【發(fā)明者】姜敏, 黃旭, 李舒文, 魏玉震 申請人:蘇州大學(xué)