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专利号: 2020102218730
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:2025-11-21
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种多用户量子私密查询方法,利用单光子态的乘积态作为初始量子资源,可实现n个用户同时查询数据库的数据;数据库隐私和用户隐私应当通过对θ选择一个合适的值来进行折中;由于对数据库所有者的忠诚性检测过程,一个更小的θ可被优先选择以确保具备更好的数据库隐私;它是损耗容忍的、在大数据库情形下是可行的、对于量子存储攻击是鲁棒的以及是灵活的;所述方法共包括以下九个过程:S1)Bob制备一个由单光子态的乘积态构成的长序列,其中每个乘积态随机处于四个态中的一个;这里,量子态|0>和|1>被编码为比特0,量子态|0′>和|1′>代表比特1,其中|0′>=cosθ|0>+sinθ|1>和|1′>=sinθ|0>-cosθ|1>;Bob挑选出N个乘积态的所有第一个量子比特来构成序列S1;类似地,N个乘积态的所有第二、第三、...、第n个量子比特分别构成序列S2,S3,...,Sn;对于每个序列,Bob随机插入足够多的随机处于四个态{|0>,|1>,|+>,|->}之一的诱骗光子,其中 这样就形成新序列S′1,S′2,...,S′n;最后,Bob将序列S′1,S′2,...,S′n分别发送给用户P1,P2,...,Pn;

S2)Pi(i=1,2,...,n)和Bob一起合作检测在序列S′i的传送过程中是否存在一个窃听者:(1)Bob告诉Pi序列S′i中诱骗光子的位置和制备基;(2)Pi利用Bob告诉的基测量这些诱骗光子并告诉Bob她的测量结果;(3)Bob通过比较诱骗光子的初态和Pi的测量结果判断是否存在一个窃听者;如果存在一个窃听者,通信将被终止,否则,通信将被继续;

S3)Pi(i=1,2,...,n)丢弃序列S′i中的诱骗光子恢复出序列Si;然后,Pi随机用基Z={|

0>,|1>}或基X={|0′>,|1′>}测量序列Si的每个接收到的量子比特;

S4)Pi(i=1,2,...,n)宣布序列Si中她已经成功检测到的量子比特的位置;丢失或没被检测到的量子比特被忽略;

S5)对于每个Pi(i=1,2,...,n)已经成功测量的量子比特,Bob宣布一个比特0或1,其中

0代表这个量子比特的初态为|0>或|0′>,而1代表这个量子比特的初态为|1>或|1′>;

S6)Pi(i=1,2,...,n)根据步骤S3她的测量结果和Bob的宣布提取原始密钥比特;这样,Bob和Pi共享一个被Bob完全知道而Pi只知道整个的p=sin2θ/2的原始密钥RKi;

S7)Pi(i=1,2,...,n)随机选择原始密钥RKi中她具有结论性结果的位置的一部分并要求Bob公布他的相应比特;如果Pi检测到Bob的欺骗行为,她将终止通信,否则,通信将被继续;

S8)Pi(i=1,2,...,n)和Bob丢弃原始密钥RKi中用于对Bob进行忠诚性检测的比特;然后,Pi和Bob对剩余的原始密钥(被记为LKi)执行经典后处理过程,即,Pi和Bob将密钥LKi分成k个子串,并将这些子串按位相加得到最终密钥FKi;

S9)Bob加密他的数据库;Pi(i=1,2,...,n)利用最终密钥FKi中她知道的比特来得到Bob的数据库中她想要的数据;假设Pi知道最终密钥FKi的第ji个比特(被记为 )并且想要数据库的第ti个数据(被记为 );她公布数字si=ji-ti;相应地,Bob对FKi移位si并利用新密钥加密他的数据库,因此, 被 加密;最后,在接收到被加密的数据库后,Pi利用能解密出