量子秘密共享協(xié)議的設計與分析.pdf

1、量子密碼是密碼學與量子力學相結合的產物，是量子信息中最值得關注的一項應用。量子秘密共享是量子密碼的核心內容之一，為密鑰的安全管理提供了新的思路和方法。 本論文主要研究了量子秘密共享協(xié)議的設計與分析，包括秘密共享設計方法、攻擊策略和安全性分析三方面，取得了若干研究成果。具體如下： 在協(xié)議設計方面，提出了兩種秘密共享協(xié)議。第一種是基于Bell態(tài)的量子直接秘密共享協(xié)議。它利用四個局域幺正操作編碼信息，不僅可以實現(xiàn)共享聯(lián)合密鑰還

2、可以直接共享經典秘密消息，具有效率高和節(jié)省經典交換信息的優(yōu)點。另一個是利用糾纏交換技術實現(xiàn)的多方量子秘密共享協(xié)議。它無論參與者個數(shù)多少都僅需要兩粒子糾纏態(tài)，實驗上較容易實現(xiàn)。 量子秘密共享協(xié)議中，不誠實參與者的攻擊往往比外部攻擊者威脅更大，因此要著重分析“參與者攻擊”的情況。針對這一特點設計了兩種參與者攻擊策略。第一種攻擊方案中，攻擊者利用假信號和糾纏交換原理區(qū)分四種加密操作，從而獲得分發(fā)者的秘密。第二種方案利用量子隱形傳態(tài)技術

3、使得參與者的隨機相位旋轉操作失效，進而可以在不引入任何擾動的情況下成功恢復出分發(fā)者的秘密。另外針對一種錯誤使用檢測竊聽技術的秘密共享協(xié)議提出攻擊策略。該攻擊利用兩次控制非門操作使得附加粒子與載體糾纏再解糾纏，從而使得不僅內部參與者甚至外部竊聽者都可以獲得一半密鑰。這些巧妙的攻擊方法對今后的協(xié)議設計工作有重要的指導意義。 在安全性分析方面，利用信息論方法，對一類量子秘密共享協(xié)議設計了具有一般意義的參與者攻擊模型。應用該模型分析了兩