量子保密查询协议的设计与分析

发布时间：2020-10-16 06:46

　　 量子密码是密码学的一个分支,是传统密码学与量子力学结合的产物。量子密码的安全性基于量子力学的基本原理,不论攻击者的计算能力多么强大,只要不违背物理学原理,量子密码的安全性就能够得到保证。同基于计算复杂性假设的经典密码体制相比,量子密码从本质上具有不可取代的优势,因此已经成为密码新技术中的一个重要研究分支。量子密码除了应用于密钥分发之外,在保密查询领域也有非常出色的表现。 本论文涉及的主要内容是量子保密查询方面的理论性研究,首先提出了一个基于反直观QKD的量子保密查询协议并对其进行了安全和性能方面的分析,其次对有第三方参与的量子保密查询协议模型进行了探索并给出了一种可行性方案。 基于反直观QKD的量子保密查询协议主要依据Noh等人提出的反直观量子密钥分发协议,通过改变经典通信的规则完成非对称密钥的分发,并引入一系列检测装置来保证用户和数据库拥有者双方的隐私安全。此协议具有很强的灵活性和可扩展性,通信双方可以根据实际需要调节相关参数,在安全系数和执行效率之间做出权衡,达到满足实际要求的执行效果。但由于两方的保密查询协议已被证明是无法达到无条件安全的,因此在此基础上,论文进一步探究了有第三方参与的保密查询协议模型,并给出了一个可行性方案,在该方案模型中由一个半诚实的第三方参与者帮助用户和数据库拥有者完成保密查询任务,并且第三方参与者不会获得任何数据库和用户的隐私信息。
【学位单位】：北京邮电大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2014
【中图分类】：O413.1;TN918.1
【部分图文】：

图3-1迈克尔逊干涉仪光路图图3-1中S是光源，BS是透射率为/?，反射率为r的分光板，M是反射镜，D是探测器。值得注意的是，光路中应该还有一个分光板，用来做相位补偿，由于我们主要是想结合量子态的演化来介绍一下迈克尔逊干涉仪的原理，所以更多的细节在此图中被省略了。由光源S发出的光脉冲到达分光板BS后被分成两束相干的光脉冲，一束在光路a中传输

(2) CQKD协议框架这部分介绍一下反直观量子密胡分发协议（CQKD协议）的工作原理及协议执行过程。CQKD协议的装置图如下：\ 1

的量子保密查询协议（一下简称C-PDQ协议〉。在这一小节中，我们首先要阐述如何利用图3-3中的设备在Alice和Bob之间成功地建立不对称密钥，接下来分别介绍Alice和Bob的检测模式（图3-4和图3-5)，最后我们将给出完整的协议执行步驟。密钥分发模式：密明分发模式指的不考虑参与者攻击，只考虑生成不对称密钥的过程。图3-3中所示的密钥分发装置是由Brida提出来的[32],虽然形式上看起来与最初的反直观QKD装置不同，但它们的基本原理与实现的目标都是一致的，我们采用了 Brida的装置只是因为它看起来形式更简单。如图3-3所示，Alice触发单光子源S使之以固定的时间间隔发射包含单光子的光脉冲，并且光子都处于垂直偏振态|K〉。Alice随机的选择是否使用半波片HWPj来改变单光子的偏振方向，选择不改变
【参考文献】

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1 张盛;王剑;唐朝京;;Security proof of counterfactual quantum cryptography against general intercept-resend attacks and its vulnerability[J];Chinese Physics B;2012年06期

本文编号：2842918