基于离散量子游走框架的量子Hash函数研究

发布时间：2021-05-16 01:52

　　Hash函数在数字签名、完整性认证等密码应用中起到重要作用。大多数Hash函数基于Merkle-Damg?rd（MD）结构构造。不幸的是,这种MD结构遭受了各种攻击,因此有必要设计新型Hash函数来解决以基于计算复杂性理论的Hash函数为基础的一系列密码体制安全性受到的威胁。量子游走是经典随机游走的量子对应,是近年来提出的一种新型量子计算模型。离散量子游走是构造许多量子算法的基础,因此备受国内外学者的关注。目前国内外学者在量子游走的拓扑性质、Anderson局域化、应用及实验等方面进行了广泛而深入的研究,并取得了很多重要成果。但这些研究仅限于量子级别。为了扩展量子游走的应用,本文拟将量子游走模型应用于Hash函数的构造研究,从而为数字签名、消息认证码、伪随机数生成等密码应用的关键技术提供很好的科学依据。主要成果及创新点如下:（1）我们提出了基于二维晶格上量子游走的量子随机游走仿真模型,并基于标准的量子游走公式推导出了离散时间的量子游走搜索算法,可以显著增加到指定位置的量子游走概率。并将二维晶格上离散量子游走及搜索的概率变化过程做成了可视化仿真软件。（2）构造了基于二维晶格上离散量子游走... 

【文章来源】：北京工业大学北京市 211工程院校

【文章页数】：71 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 研究目的和意义
    1.2 国内外研究现状
        1.2.1 二维晶格上的离散量子游走及搜索
        1.2.2 离散量子游走的量子Hash函数研究
    1.3 论文研究内容及取得成果
    1.4 论文组织安排
第2章 量子计算理论基础
    2.1 量子信息特性
        2.1.1 量子力学中的常用符号
        2.1.2 量子基本概念和性质
    2.2 量子游走理论及模型
        2.2.1 离散量子游走
        2.2.2 连续量子游走
    2.3 GROVER搜索算法
    2.4 本章小结
第3章 二维晶格离散量子游走与搜索
    3.1 引言
    3.2 线上离散量子游走
    3.3 二维空间上离散量子游走
    3.4 图上离散量子游走
    3.5 二维晶格上离散量子游走
    3.6 二维晶格上基于离散量子游走的搜索
    3.7 二维晶格上离散量子游走及搜索的仿真设计实现
        3.7.1 软件包使用
        3.7.2 使用示例
    3.8 本章小结
第4章 基于二维晶格上离散量子游走的量子Hash函数
    4.1 引言
    4.2 基于二维晶格上离散量子游走的量子HASH函数
    4.3 基于二维晶格上离散量子游走的量子HASH函数性能分析
        4.3.1 对消息的敏感性分析
        4.3.2 扩散和混乱分析
        4.3.3 碰撞测试
        4.3.4 均匀分布分析
        4.3.5 抗生日攻击
    4.4 本章小结
第5章 基于Johnson图上离散量子游走的量子Hash函数
    5.1 引言
    5.2 基于JOHNSON图J(N,K)上离散量子游走的量子HASH函数
    5.3 基于JOHNSON图J(N,K)上离散量子游走的量子HASH函数性能分析
        5.3.1 对消息的敏感性分析
        5.3.2 扩散和混乱分析
        5.3.3 碰撞测试
        5.3.4 均匀分布分析
        5.3.5 抗生日攻击
    5.4 与其它基于QW的QHF进行比较
    5.5 基于JOHNSON图上离散量子游走构造量子HASH函数的应用及实现
        5.5.1 软件包的使用
        5.5.2 使用示例
    5.6 本章小结
结论
参考文献
攻读硕士学位期间所发表的论文
致谢


【参考文献】：
期刊论文
[1]Improving the efficiency of quantum hash function by dense coding of coin operators in discrete-time quantum walk[J]. YuGuang Yang,YuChen Zhang,Gang Xu,XiuBo Chen,Yi-Hua Zhou,WeiMin Shi.  Science China（Physics,Mechanics & Astronomy）. 2018(03)
[2]Novel Hash Function Based on Coupled Chaotic Map Lattices[J]. ZHEN Ping,ZHAO Geng,MIN Lequan,LI Xiaodong.  Chinese Journal of Electronics. 2014(04)



本文编号：3188735