本文關(guān)鍵詞：量子簽名協(xié)議研究，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：經(jīng)典簽名協(xié)議的安全性主要基于數(shù)學(xué)困難問題的計算復(fù)雜性,隨著計算能力的提高和量子算法的出現(xiàn),經(jīng)典簽名協(xié)議的安全性將受到嚴(yán)重威脅。而量子簽名協(xié)議利用量子態(tài)的不可克隆定理、測不準(zhǔn)原理等物理特性來保證安全,使得量子算法強(qiáng)大的計算能力沒有用武之地。目前,量子簽名協(xié)議的研究主要分為兩個方向,一個是在量子技術(shù)很成熟的假設(shè)條件下設(shè)計理想的協(xié)議,另一個則注重于在現(xiàn)有量子技術(shù)下構(gòu)造可實(shí)現(xiàn)的量子簽名協(xié)議。本文從理論和利于實(shí)現(xiàn)兩方面分別提出了安全的量子簽名協(xié)議,主要的研究成果如下：1、構(gòu)造了一個對量子比特序列整體加密的鏈?zhǔn)紺NOT加密算法,并基于此加密算法給出了一個能抵抗現(xiàn)有偽造和否認(rèn)攻擊的仲裁量子簽名協(xié)議。針對大部分量子簽名協(xié)議中用到的量子態(tài)加密方法——基于Pauli算子的量子一次一密,存在有效的偽造和否認(rèn)攻擊。本文構(gòu)造了一個對量子消息整體加密的鏈?zhǔn)紺NOT加密方法,與量子一次一密相比,只用到了量子CNOT(量子控制非門),避免了Pauli算子可交換的弱點(diǎn),一比特密文可能與多比特明文與密鑰都相關(guān),從而能夠抵抗現(xiàn)有的針對量子一次一密的偽造和否認(rèn)攻擊�；诖�,提出了一個仲裁量子簽名協(xié)議,簽名者和驗(yàn)證者共享Bell態(tài)序列,簽名者對消息與自己的糾纏粒子進(jìn)行Bell測量,并將測量結(jié)果發(fā)送給驗(yàn)證者,根據(jù)隱形傳態(tài)原理,只有共享了對應(yīng)粒子的驗(yàn)證者才能恢復(fù)出消息,從而只有合法的驗(yàn)證者能完成相應(yīng)的驗(yàn)證。安全性分析表明,該協(xié)議能夠抵抗偽造攻擊和否認(rèn)攻擊。2、設(shè)計了一個無需量子存儲和量子比較的仲裁量子簽名協(xié)議,可以利用現(xiàn)有的線性光學(xué)器件實(shí)現(xiàn)。本文對Vedran Dunjko等人提出的無需量子存儲的量子簽名協(xié)議進(jìn)行了改進(jìn),改進(jìn)協(xié)議通過仲裁隨機(jī)發(fā)送簽名元素給驗(yàn)證者來防止簽名者否認(rèn)簽名,從而不需要量子態(tài)的比較,解決了原協(xié)議中多端口比較裝置帶來的損耗問題和驗(yàn)證者之間距離不能太遠(yuǎn)的問題,更易于實(shí)現(xiàn)。同時,重新定義了安全性,使得否認(rèn)成功的定義與經(jīng)典簽名保持一致,安全性分析表明攻擊者偽造和否認(rèn)成功的概率隨著簽名量子態(tài)長度L的增大,趨向于0,這說明協(xié)議能夠抵抗偽造攻擊和否認(rèn)攻擊。此外,對合謀攻擊進(jìn)行了詳細(xì)分析,指出在有限個驗(yàn)證者的合謀攻擊下協(xié)議仍然是安全的,并給出了要想達(dá)到相同的偽造概率,長度L與合謀者個數(shù)d之間的關(guān)系式。3、提出了兩個單光子量子簽名協(xié)議,這兩個協(xié)議可以在現(xiàn)有量子密鑰分配系統(tǒng)的物理?xiàng)l件下實(shí)現(xiàn)。本文將量子密鑰分配中用到的|0,|1和|+,|-態(tài)引入量子簽名協(xié)議,提出兩個單光子量子簽名協(xié)議。第一個量子簽名協(xié)議在現(xiàn)有協(xié)議的基礎(chǔ)上進(jìn)行了改進(jìn),引入仲裁將至少兩個驗(yàn)證者的要求減少為一個,同時,將確定性排除測量修改為確定性測量,改進(jìn)后驗(yàn)證閾值個數(shù)減少,當(dāng)有多個驗(yàn)證者時,驗(yàn)證者可以共用一個閾值。第二個量子簽名協(xié)議去除了以前要求量子認(rèn)證的假設(shè)條件,只要求經(jīng)典認(rèn)證就可以確保量子簽名的安全性。并且只需對現(xiàn)有的量子密鑰分配系統(tǒng)稍作修改,就可以實(shí)現(xiàn)。
【關(guān)鍵詞】：量子數(shù)字簽名 鏈?zhǔn)紺NOT加密 量子存儲 量子比較 安全性分析 合謀攻擊 量子認(rèn)證 量子密鑰分配
【學(xué)位授予單位】：解放軍信息工程大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：O413;TN918.91
【目錄】：

• 摘要4-6
• Abstract6-10
• 第一章 引言10-14
• 第二章 基礎(chǔ)知識14-22
• 2.1 量子信息基本概念14-17
• 2.1.1 量子比特與量子算符14-15
• 2.1.2 量子態(tài)測量15-16
• 2.1.3 量子態(tài)比較16-17
• 2.2 量子物理特性17-19
• 2.2.1 海森堡測不準(zhǔn)原理17-18
• 2.2.2 量子不可克隆性18
• 2.2.3 量子隱形傳態(tài)18-19
• 2.3 兩個典型的量子簽名協(xié)議19-21
• 2.3.1 Zeng協(xié)議19-20
• 2.3.2 Charke協(xié)議20-21
• 2.4 本章小結(jié)21-22
• 第三章 基于鏈?zhǔn)紺NOT加密的仲裁量子簽名協(xié)議22-33
• 3.1 基于量子一次一密的量子簽名協(xié)議的弱點(diǎn)22-24
• 3.1.1 Gao提出的偽造攻擊23
• 3.1.2 Sun提出的否認(rèn)攻擊23-24
• 3.2 鏈?zhǔn)紺NOT加密算法24-25
• 3.3 基于鏈?zhǔn)紺NOT加密的仲裁量子簽名協(xié)議25-28
• 3.4 安全性分析28-32
• 3.4.1 不可偽造性28-29
• 3.4.2 不可否認(rèn)性29-31
• 3.4.3 等價密鑰的影響31-32
• 3.5 本章小結(jié)32-33
• 第四章 無需量子存儲和量子比較的仲裁量子簽名協(xié)議33-45
• 4.1 無需量子存儲的量子簽名協(xié)議及其缺點(diǎn)33-35
• 4.2 無需量子存儲和比較的仲裁量子簽名協(xié)議35-37
• 4.3 安全性分析37-43
• 4.3.1 安全性定義37
• 4.3.2 協(xié)議的正確性37-38
• 4.3.3 不可否認(rèn)性38-41
• 4.3.4 單個驗(yàn)證者的偽造攻擊41-42
• 4.3.5 合謀攻擊42-43
• 4.4 本章小結(jié)43-45
• 第五章 單光子量子簽名協(xié)議45-53
• 5.1 單光子量子簽名46-49
• 5.1.1 協(xié)議描述46-47
• 5.1.2 安全性分析47-49
• 5.2 不需要量子認(rèn)證的單光子量子簽名協(xié)議49-52
• 5.3 本章小結(jié)52-53
• 第六章 總結(jié)與展望53-54
• 致謝54-55
• 參考文獻(xiàn)55-59
• 作者簡歷59

【參考文獻(xiàn)】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前1條

1 曾貴華,馬文平,王新梅,諸鴻文;基于量子密碼的簽名方案[J];電子學(xué)報;2001年08期

  本文關(guān)鍵詞：量子簽名協(xié)議研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號：271506