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专利号: 2017100212545
申请人: 成都信息工程大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 电通信技术
更新日期:2024-01-05
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种具有双向身份认证的量子密钥分发方法,其特征在于,所述具有双向身份认证的量子密钥分发方法基于Bell态纠缠特性进行窃听检测、身份认证和密钥分发,随后经一次量子序列传输完成身份认证和密钥分发;首先检测信道安全,再进行身份认证,最后进行密钥分发;

所述具有双向身份认证的量子密钥分发方法包括以下步骤:

(1)TP制备足够多的处于 的Bell量子纠缠态用于身份认证和密钥分发,数量为n1;并随机制备一定数量的Bell纠缠态用于进行窃听检测,数量为n2;n2中的纠缠粒子对随机处于四种纠缠状态中;

(2)TP把n1中的所有1粒子按顺序编成序列S1,把n1中的所有2粒子按顺序编成序列S2;TP将n2中的所有纠缠粒子对随机的插入S2序列中,并记录下位置和状态;TP保留S1序列,并把S2序列通过量子信道发送给U1;

(3)当U1接受到S2之后通知TP,TP公布S2序列里面n2中的纠缠粒子对的位置和状态;U1按照TP公布的位置抽取出n2,然后使用Bell联合测量,测量出n2中的纠缠粒子的状态;如果测量结果低于阈值,则通知TP量子信道安全;否则不安全,放弃本次通信;

(4)TP接到U1的通知之后,随机使用Z基和X基测量S1序列,则S1序列中的粒子处于四种状态|0>,|1>,|+>,|->之中;根据纠缠特性S2会坍缩成S1一样的序列;

(5)TP根据二进制字符串k,k=k1k2...ki...kn,ki=0或1的值遵循规则进行操作;直到找完所有的二进制字符串k,形成一个位置序列L,L=L1L2...Ln;

(6)TP公布位置序列L,但是不公布所采用的基及其测量结果;

(7)用户U1根据二进制字符串k的值,0选择Z基,1选择X基;和TP公布的位置序列L,对S2序列中L对应的位置进行测量;测量结果根据|+>编码为1,|0>编码为0生成二进制字符串k2;如果k2=k则TP的身份认证成功;反之认证失败,终止协议;

(8)TP认证成功之后,用户U1反过来对TP重复(1)到(7)的步骤,进行第二次窃听检测并认证自己的身份;

(9)双方认证完成之后,TP和用户U1分别去除掉自己手中S1和S2中L位置用于身份认证的粒子,将剩下的粒子作为密钥分发的粒子,遵循|0>和|+>编码成0,|1>和|->编码成1,完成密钥分配;

(10)TP分别与n个用户,U1,U2,U3...Un,进行以上步骤,实现与n个用户的密钥分发。

2.如权利要求1所述的具有双向身份认证的量子密钥分发方法,其特征在于,所述遵循规则如下:①若k1=0,则在S1中寻找第一个|0>,并记录下位置L1;若k1=1,则在S1中寻找第一个|+>,并记录下位置L1;

②若k2=0,则从L1之后寻找第一个|0>,并记录下位置L2;若k1=1,则在L1中寻找第一个|+>,并记录下位置L2。

3.如权利要求1所述的具有双向身份认证的量子密钥分发方法,其特征在于,Φ+处于Z基时表示为 Φ+处于X基时表示为 如果选用Z基或X基对1粒子进行测量,测量结果会是|0>或者|1>(|+>或者|->);根据Bell态粒子的纠缠特性可知,那么2粒子就会坍缩成跟1粒子相同的状态。

4.一种利用权利要求1~3任意一项所述具有双向身份认证的量子密钥分发方法的量子通信系统。