一个新的量子数字签名协议
发布时间：2020-05-28 22:42
【摘要】：数字签名被广泛应用于电子商务和电子政务,它可以被用来保证消息的完整性和认证发送者的身份,防止交易中抵赖情况的发生。不同于经典数字签名,量子数字签名(QDS)提供了一个无条件安全的方法来发送签名消息。QDS的安全性依赖于量子力学,而不是数学困难问题的假设,所以QDS可以抵抗量子攻击。在2001年,Gottesman和Chuang[2]第一个提出了 QDS的概念。自此以后,针对于单比特的QDS协议不断被提出。但是这些协议只能解决如何签单比特消息的问题,而对于签多比特消息,可以通过迭代单比特签名过程的方法来实现。然而,在2015年,Wang等[1]证明了这种方法无法抵抗截断攻击。为了抵抗这种攻击,他们设计了一个全新的QDS协议,在该协议中引入了一种特殊的编码方式,固定了所签消息的开头和结尾,并声称他们的协议可以一次性签多比特消息。在本文中,我们改进了 QDS协议的模型,将QDS协议分成了三个阶段:密钥分配阶段、签名阶段和验证阶段。相应的,我们也对QDS协议的安全性进行了新的定义。基于对光的相位编码的相干态的干扰,我们构造了一个全新的QDS协议,并证明了这个协议的无条件安全性:抵抗伪造和抵赖。为了防止迭代单比特签名过程会发生[1]中所提出的截断攻击,我们的方法是将所签消息进行委托,利用委托方案的无条件绑定特性来确保所签消息的完整性。我们无条件安全的QDS协议可以一次签多比特消息。假设所签消息的长度为n,我们需要生成2n + 1个相干态,并且迭代n次单比特签名过程。和之前的协议相比,我们协议的优势体现在三个方面:所签消息长度、量子存储空间和高效性。具体来说,我们的协议可以一次签多比特消息,并且我们的协议需要更少的量子内存,运行更加高效。
【图文】：
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本文编号：2685939
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