用4个量子态实现的多方与多方之间的量子秘密共享

提出了一个用4个量子态实现的多方与多方之间的量子秘密共享方案,并证明此方案对用多光子信号的特洛伊马攻击、用Einstein-Podolsky-Rosen对的伪信号攻击、单光子攻击以及不可见光子攻击是安全的.另外,给出了不忠实者使用任意两粒子纠缠态伪信号攻击方法窃听秘密信息平均成功概率的上界。     

基于压缩态的多方与多方量子秘密共享

提出了一种基于连续变量压缩态的多方对多方的量子秘密共享协议．该协议中，Alice集团中的成员将要共享的秘密信息直接编码在由Bob集团制备的量子态上．两个集团Alice和Bob共享一组经典秘密，当且仅当Alice或者Bob集团中的所有成员共同参与，才能恢复出秘密，任何部分成员都不能恢复出秘密信息该方案与基于单光子实现的方案相比，效率更高，实现更加简单．分析表明该协议是安全的．     

一类基于秘密共享的量子密码方案的分析

最近杨宇光等人利用经典秘密共享给出一系列量子密码方案.其基本思想是将量子密钥共享给n个不同的成员,使得这些成员可以辅助实现量子身份认证、代理签名和量子安全直接通信.然而在实际应用中,这些方案继承了经典秘密共享方案的缺点,不能提供每个成员诚实参与协议的证明,任何恶意不合作行为只有最后才能被发现,从而使这类量子密码方案的使用效率很低.其次,由于这些方案使用了比特异或运算,使方案还存在一个更严重的攻击：如果任意两个成员合谋,可以改变他们原有的影子值,并且可以无障碍的使用新的影子参与量子密码方案,破坏协议执行的目的,使方案的门限彻底失效.此攻击是量子密码方案除密钥安全外的一种新的攻击形式.     

基于单光子或逻辑量子比特的无信息泄露量子对话

本文首先利用单光子作为量子资源提出一个无信息泄露量子对话(Quantum Dialogue,QD)协议,其中每个单光子被直接编码用于传送秘密消息.通信双方事先共享量子态制备规则.制备方通过量子安全直接通信读取另一方的秘密消息.另一方借助于从制备方发送过来的指示单光子制备基的一个经典信息序列来解码出制备方的秘密消息.这样,信息泄露问题被避免.所提出的基于单光子的协议只需要单光子测量.与Shi的最近两个基于单光子的QD协议不同的是,所提出的基于单光子的协议既不需制备两个相邻的单光子处于相同的量子态也不需执行控制非(Controlled-Not,CNOT)操作.最后,本文利用逻辑量子比特作为量子资源将所提出的基于单光子的协议分别推广到抗集体退相位噪声和抗集体旋转噪声的情形.     

一种基于Hamming码的门限多秘密共享方案

秘密共享方案为信息安全和数据保密提供了有效方法,在密码学领域中有着重要地位。文章以纠错码中Ham(k,q)的纠错能力为基础,提出了一个新的(n,n)门限多秘密共享方案。将Hamming码中码字作为方案的秘密,并且将参与者进行分组,每个组拥有一份秘密份额,只有全部n个小组提供其正确秘密份额时才能重构秘密。最后依据双变量单向函数f(r,s)的性质和组内成员身份验证,保证秘密的安全性,避免秘密泄露与合谋攻击。     

利用秘密共享的多方同时量子身份认证

提出了两种基于秘密共享的多方同时量子身份认证(MSQIA)协议. 所有用户可以由一个可信第三方(TTP)同时认证. 在第一个协议中, TTP利用量子秘密共享与所有用户共享一个密钥K. 第i个影子作为第i个用户的认证密钥. 当有必要实施MSQIA时, TTP秘密生成一个随机数R且发送给所有用户一序列编码有K和R的单光子. 根据各自的影子, 每一用户按序对单光子序列实施相应的幺正操作. 最后, TTP 可以判断假冒者是否存在. 第二个协议是第一个协议的变形, 具有一环形结构. 这两个协议可以高效地用于网络中的MSQIA. 它们利用目前的技术是可行的.     

基于集体噪声信道三量子比特纠缠态测量相关性的鲁棒量子对话

利用三量子比特纠缠态作为初始量子资源,提出两个分别运行在集体退相位噪声信道和集体旋转噪声信道上的鲁棒量子对话(Quantum Dialogue,QD)协议.Alice制备一系列三量子比特纠缠态,将它们分成一个物理量子比特序列和一个逻辑量子比特序列,然后将逻辑量子比特序列发送给Bob.接着,Alice和Bob分别对物理量子比特序列和逻辑量子比特序列进行测量.根据他的测量结果,Bob制备新的没有测量过的逻辑量子比特序列,并利用逻辑酉操作编码他的秘密消息.接着,Bob将编码的逻辑量子比特序列发送回Alice.最后,Alice对编码的逻辑量子比特序列施加逻辑酉操作以编码她的秘密消息并公布她对其的测量结果.这样,Alice和Bob就能解码出彼此的秘密消息.借助于三量子比特纠缠态的测量相关性,两个参与者秘密地共享信息逻辑量子比特的初态.这样,信息泄露问题被克服.所提出的协议只需要单光子测量.与之前提出的可运行在集体噪声信道上的QD协议相比,所提出的协议具有最高的信息论效率.     

改进的三方量子秘密共享协议

针对Tan等人的三方量子秘密共享协议不能抵抗不可见光子特洛伊木马和延迟光子特洛伊木马攻击的缺点,提出了一个改进的三方量子秘密共享协议,该协议利用Bell态和幺正变换实现了三方的秘密共享。安全性分析表明,改进的协议不但能抵抗参与者攻击和一般的外部攻击,而且能抵抗2种特洛伊木马攻击,并有较高的量子比特效率。     

基于正交向量的秘密共享方案

利用正交向量的特性以及拉格朗日插值多项式,提出一种（m,n）门限秘密共享方案和一种（m＋n,t1＋t2）门限秘密共享方案。这两种方案可以预防参与者之间的互相欺诈以及不诚实分发者的欺诈行为,且容易实现系统共享密钥的更新。系统中的秘密分发者能比较简单地实现成员的增加与删减。     

基于六量子态的高容量量子秘密共享方案

为了提高一方到多方量子秘密共享方案的量子比特容量,提出了一种基于六量子态的新方案.发送方首先根据共享秘密对初始的光子序列进行相应的酉操作,然后进行随机的酉操作并发送给接收方.接收方依次进行随机的酉操作,最后一位接收方将光子序列返回给发送方.发送方选用正确的测量基进行测量,并公布与测量结果有关的信息;接收方则根据该信息和各自的酉操作获得共享秘密.理论分析结果表明,当存在n位接收方时,所提方案的量子比特容量为1,而已有的类似方案为1/n,故前者具有容量高、所需量子资源少的优点.此外,所提方案中发送方负责测量,所有接收方只需执行酉操作,因此对接收方的设备要求低,特别适用于发送方设备条件远超过接收方的情况.