本文關(guān)鍵詞：基于多體糾纏量子盲簽名協(xié)議的研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：隨著當(dāng)今信息科學(xué)的不斷發(fā)展和進(jìn)步,信息交互變得日益頻繁,信息安全也就成為了最突出的問(wèn)題之一。通信安全作為信息安全的重要組成部分,理所當(dāng)然的受到了廣泛的關(guān)注和研究。數(shù)字簽名又是現(xiàn)代密碼學(xué)發(fā)展過(guò)程中衍生出的重要的信息安全技術(shù)之一,作為一種可應(yīng)用于對(duì)消息擁有者和簽名者之間進(jìn)行文件認(rèn)證、身份認(rèn)證的電子簽名技術(shù),可以提供安全性、保證消息傳輸?shù)耐暾�、擁有者的身份認(rèn)證、防止交易中有可能產(chǎn)生的抵賴發(fā)生,所以在現(xiàn)代密碼學(xué)體系中起著不可替代的重要作用。然而傳統(tǒng)的經(jīng)典安全性問(wèn)題是通過(guò)傳統(tǒng)密碼的數(shù)學(xué)計(jì)算復(fù)雜度來(lái)實(shí)現(xiàn)的,如常用的大整數(shù)因子分解、離散對(duì)數(shù)等,隨著計(jì)算機(jī)的計(jì)算水平不斷進(jìn)步、不斷提高,經(jīng)典密碼學(xué)的安全性受到了挑戰(zhàn)和威脅,這些基于經(jīng)典數(shù)學(xué)理論難解問(wèn)題的算法和協(xié)議或?qū)⒆兊牟辉侔踩�。量子信息學(xué)是近年來(lái)基于信息科學(xué)和量子物理學(xué)而出現(xiàn)發(fā)展的新興交叉學(xué)科,因其具有無(wú)條件的安全性和可檢測(cè)性,因此受到了廣泛的關(guān)注,量子信息學(xué)也為經(jīng)典信息的傳送提供了全新的思想。量子密碼技術(shù)的原理是基于量子力學(xué)的物理性質(zhì),其安全性是建立在量子不可克隆等量子信息定理的基礎(chǔ)上,作為一個(gè)新興的交叉學(xué)科,由于其能夠?qū)崿F(xiàn)無(wú)條件安全性而越來(lái)越受到青睞。本文緊跟量子簽名技術(shù)的前沿方向,根據(jù)量子的糾纏及其交換性質(zhì)、不可克隆、隱形傳態(tài)和稠密編碼等原理,提出了幾個(gè)基于量子物理特性的代理盲簽名和雙重盲簽名協(xié)議,并對(duì)協(xié)議進(jìn)行了較深入的相關(guān)對(duì)比分析。主要工作如下：首先,描述了當(dāng)今量子簽名方向的研究概況和進(jìn)展,并分析了第一個(gè)提出的、具有代表性的量子簽名方案。其次,結(jié)合當(dāng)今網(wǎng)上電子支付的需要,提出了一個(gè)使用W三粒子糾纏態(tài)來(lái)實(shí)現(xiàn)四方的代理盲簽名協(xié)議。協(xié)議中所有通信都是基于經(jīng)典比特的傳輸,簽名方在進(jìn)行簽名時(shí)僅僅進(jìn)行單粒子測(cè)量,且無(wú)需公開測(cè)量基。驗(yàn)證方不必進(jìn)行任何量子操作,驗(yàn)證時(shí)僅僅需要進(jìn)行經(jīng)典比特的比對(duì)驗(yàn)證。與大多數(shù)使用GHZ態(tài)的簽名協(xié)議相比,協(xié)議中使用W態(tài)具有更加強(qiáng)健的魯棒性,在有粒子損失的特殊情況下,其能夠更好的保持粒子之間的糾纏特性。此外,協(xié)議中所有參與方均不需要進(jìn)行任何量子酉變換,與主流協(xié)議相比,盡管使用的量子資源和物理資源較少,卻獲得了較高的通信效率和驗(yàn)證效率。第三,提出了一個(gè)基于超密編碼的量子代理盲簽名協(xié)議,協(xié)議在簽名過(guò)程上較為簡(jiǎn)捷,而且不使用糾纏交換特性來(lái)傳遞文件消息,減少了量子和經(jīng)典資源的耗費(fèi)。另外,在簽名的驗(yàn)證方面比現(xiàn)有的簽名協(xié)議在復(fù)雜度上有了較大的改進(jìn),驗(yàn)證的效率和驗(yàn)證的正確率有了明顯的提升。協(xié)議中,簽名者需要對(duì)消費(fèi)者的支付賬單信息進(jìn)行簽名,但其并不知道賬單信息的消費(fèi)內(nèi)容,通過(guò)使消息擁有者、原始簽名人和代理簽名人三方建立聯(lián)系,達(dá)到代理者能夠代理簽名的目的,協(xié)議消除了經(jīng)典簽名方案的缺點(diǎn),因其并非是基于經(jīng)典數(shù)學(xué)難解問(wèn)題,量子力學(xué)特性保證了它的無(wú)條件安全性。第四,提出了一個(gè)量子有序多重盲簽名的跨行支付協(xié)議。協(xié)議基于GHZ態(tài)和EPR態(tài)的相干性及量子糾纏交換的物理特性,與別的的簽名方案相比,不依賴于仲裁,因此有著較高的通信效率和安全性。特別是首次提出了兩方簽名者對(duì)同一消息的有序雙重盲簽名,對(duì)于實(shí)際情形下的跨行電子支付有一定的應(yīng)用價(jià)值。此外,驗(yàn)證方僅僅需要進(jìn)行粒子測(cè)量,不必進(jìn)行任何量子酉變換,并且通過(guò)測(cè)量結(jié)果可以恢復(fù)出原始消息,驗(yàn)證時(shí)也只需要進(jìn)行經(jīng)典比特的比對(duì)驗(yàn)證,與一些經(jīng)典的量子單重盲簽名協(xié)議相比,除了增加了簽名用戶數(shù)量,在驗(yàn)證效率和驗(yàn)證正確率上也有著明顯的優(yōu)勢(shì)。最后,分析并總結(jié)了現(xiàn)在已有的量子盲簽名協(xié)議仍然存在的關(guān)鍵問(wèn)題,指出了將來(lái)進(jìn)一步可以研究的方向。
【關(guān)鍵詞】：量子信息 量子簽名 代理盲簽名 雙重盲簽名
【學(xué)位授予單位】：安徽大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：O413;TN918
【目錄】：

• 摘要3-5
• Abstract5-11
• 第一章 緒論11-17
• 1.1 引言11-12
• 1.2 研究背景和意義12-14
• 1.3 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀14-16
• 1.4 本文的主要工作和內(nèi)容安排16
• 1.5 本章小結(jié)16-17
• 第二章 量子信息理論基礎(chǔ)17-30
• 2.1 量子力學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)17-21
• 2.1.1 量子比特和量子疊加態(tài)17-18
• 2.1.2 Heisenberg測(cè)不準(zhǔn)原理18-19
• 2.1.3 量子不可克隆原理19-20
• 2.1.4 量子糾纏20-21
• 2.2 量子密碼技術(shù)21-27
• 2.2.1 量子邏輯門21-23
• 2.2.2 量子密鑰分配23-24
• 2.2.3 量子稠密編碼24-25
• 2.2.4 量子隱形傳態(tài)25-27
• 2.3 量子數(shù)字簽名分析27-29
• 2.4 本章小結(jié)29-30
• 第三章 量子代理盲簽名協(xié)議30-52
• 3.1 引言30
• 3.2 基于W態(tài)的量子代理盲簽名30-41
• 3.2.1 基本原理30-32
• 3.2.2 協(xié)議描述32-36
• 3.2.2.1 初始化33-34
• 3.2.2.2 代理盲簽名階段34-35
• 3.2.2.3 驗(yàn)證階段35-36
• 3.2.3 協(xié)議分析36-41
• 3.2.3.1 安全性分析37-39
• 3.2.3.2 性能分析39-41
• 3.3 基于稠密編碼的量子代理盲簽名41-50
• 3.3.1 基本原理41-43
• 3.3.2 協(xié)議描述43-46
• 3.3.2.1 初始化44
• 3.3.2.2 代理盲簽名階段44-45
• 3.3.2.3 驗(yàn)證階段45-46
• 3.3.3 協(xié)議分析46-50
• 3.3.3.1 安全性分析46-49
• 3.3.3.2 性能分析49-50
• 3.4 本章小結(jié)50-52
• 第四章 量子有序雙重盲簽名協(xié)議52-63
• 4.1 引言52
• 4.2 基本原理52-53
• 4.3 協(xié)議描述53-58
• 4.3.1 初始化54-55
• 4.3.2 盲簽名階段55-56
• 4.3.3 簽名驗(yàn)證階段56-58
• 4.4 協(xié)議分析58-62
• 4.4.1 簽名的盲性58-59
• 4.4.2 安全性分析59-61
• 4.4.3 性能分析61-62
• 4.5 本章小結(jié)62-63
• 第五章 總結(jié)與展望63-65
• 5.1 全文總結(jié)63-64
• 5.2 研究展望64-65
• 參考文獻(xiàn)65-69
• 圖表目錄69-70
• List of Figures and Tables70-71
• 致謝71-72
• 攻讀學(xué)位期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文目錄72-73
• 攻讀碩士學(xué)位期間參加的科研項(xiàng)目73

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本文編號(hào)：345793