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专利号: 2020101106598
申请人: 浙江工商大学
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:2026-02-02
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种不激发经典用户测量能力的半量子私密查询方法,利用量子力学的规律,在用户隐私和数据库隐私得到保证的前提下,实现用户从数据库秘密地查询到一个数据;只采用一种量子态作为初始量子态;不要求经典用户执行测量操作;具有欺骗敏感性,能检测到攻击数据库隐私或用户隐私的行为;共包括以下八个过程:S1)数据库所有者Bob产生N个单量子比特都处于量子态|+>,并将它们发送给用户Alice;

S2)Alice产生一个长度为N的均匀分布随机比特串a;当第i个量子比特到达,如果ai=

0,她进入CTRL模式,否则,她进入SIFT模式;CTRL模式意味着将接收到的量子比特返回回去,而SIFT模式意味着以等概率产生一个新的量子比特处于量子态|0>或|1>,并将它发送给Bob;这里,ai是比特串a的第i个元素;

S3)Bob产生一个长度为N的均匀分布随机比特串b;如果bi=0,他利用Z基测量第i个量子比特,否则,他利用X基测量第i个量子比特;这里,bi是比特串b的第i个元素;比特串b被Bob保存作为原始密钥Kr;

S4)对于每个量子比特,Bob宣布一个经典比特0或1,其中0表示他的测量结果处于量子态|0>或|+>,而1表示他的测量结果处于量子态|1>或|->;

S5)根据她在步骤S2所做的操作和Bob的宣布,Alice以一定概率得到一个密钥比特;例如,如果她的SIFT态是|0>且Bob的宣布是1,她将知道Bob的测量结果肯定是|->以及密钥比特是1;这样,Alice和Bob共享原始密钥Kr,其中Bob能完全知道Kr,而Alice只知道四分之一;

S6)Alice随机选择原始密钥Kr中她有结论性结果的位置的一部分来要求Bob公布他的测量结果;如果Alice发现Bob欺骗了,她将终止通信,否则,她将继续通信,同时他们丢弃原始密钥Kr的这个用于检测的部分;

S7)在以上的忠诚性检测过程后,Alice和Bob对剩余的原始密钥Kr执行经典后处理(记为Kh);具体地讲,他们将密钥Kh分成k个子串并将这些子串按位相加得到最终密钥Kf;如果参数k被选择恰当的话,最终密钥Kf中Alice知道的比特数将减少到接近一比特;

S8)Bob加密他的数据库;Alice利用在最终密钥Kf中她知道的比特得到Bob数据库中她想要的数据;假设Alice知道第j个比特 试图知道数据库的第r个数据Xr;她宣布数字s=j-r;然后,Bob让Kf移位s并利用新密钥加密自己的数据库;这样,Xr被 加密了;相应地,在接收到加密的数据库后,Alice能轻易地利用 解密出Xr。