基于量子行走的量子秘密共享方案

提出一种基于量子行走的量子秘密共享方案。秘密分发者Alice将其秘密信息编码为量子态,将秘密信息分成两个量子比特串。通过量子行走系统,Alice将两条子秘密信息分别隐形传态给参与者Bob以及Charlie,参与者Bob和Charlie通过Pauli操作恢复目标量子态,根据Alice的信息测量手中粒子串。Bob和Charlie通过诚实合作测量结果,可以恢复出Alice的原始秘密信息。该方案中,秘密信息被巧妙地拆分为子秘密信息并编码为单粒子态,通过量子行走系统实现粒子态的隐形传态。安全性分析表明,该方案可以抵抗内部攻击和外部纠缠攻击,对于当前技术是安全可行的。     

传送任意三粒子纠缠态的三个方案

提出传送任意三粒子纠缠态的三个方案,分别是利用三对二粒子纠缠态、单个三粒子最大纠缠态和利用两个EPR态作为量子通道实现三粒子纠缠态的传送。通过发送者(Alice)对需传送的三粒子纠缠态与属于自己的纠缠对中的粒子分别进行适当的Bell基测量,然后把结果通过经典通道告诉接收者(Bob),接收者根据这些信息对自己拥有的三粒子进行相应的联合幺正变换,就可以实现一定概率的隐形传态。这些方案都可以推广至N个粒子纠缠态的传送。     

基于量子理论的多方秘密共享方案的构建

量子的独特性质使它在秘密共享方面有着很大的应用前景,但在现实情况下秘密代理者的数目会根据实际情况的不同而发生变化。本文利用五粒子或六粒子的纠缠量子态构造了五和六秘密代理者数目下的量子多方秘密共享方案,在此基础上将其拓展并构建了在n个秘密代理者情况下的秘密共享方案。这使得秘密共享者在秘密代理者数目发生变化时能够选取合适的量子秘密共享方案。此外,在每种秘密代理者数目情形下都使用基于量子纠缠的量子隐形传态的方式实现秘密共享,进一步增加了方案的可选择性。最后,对提出的量子多方秘密共享方案的安全性进行了分析。     

基于可重用的不对称三粒子纠缠态的量子秘密共享

本方案利用可重用的不对称三粒子纠缠态作为载体,发送方用控制非门操作将信息编码到载体上,接收方再利用控制非门操作解除纠缠,实现量子秘密共享。为了检测是否有窃听者,通过随机插入诱骗粒子的方法作窃听检测,随后进行二次检测窃听,使其安全性具有双重保证。分析表明方案能有效防止窃听,抵御纠缠欺骗攻击。     

利用最大真纠缠六方态共享经典秘密信息

纠缠是一种重要的量子信息资源,Bell态、GHZ态等纠缠态被广泛用于量子秘密共享中。Borras等人发现的最大真六方纠缠态在任意的双方割之间具有最大的纠缠值,已经被证明可用于量子隐形传态,并表现良好的性质。通过分析Borras态的结构,利用广义Schmidt分解工具,构造了一个具体的量子秘密共享协议:事先在Alice和4个代理之间共享一个Borras纠缠态,Alice拥有其中2个qubit,代理们分别拥有它的1个qubit,则Alice可在代理间共享2bit经典信息。     

任意二粒子纠缠态的受控量子通信

为了解决任意二量子通信问题,首先给出了五粒子和七粒子纠缠态的构造方法,并提供了它们的量子线路图。其次,以该五粒子纠缠态为量子信道,提出一个任意二粒子未知量子态的受控隐形传态协议。该协议在监察者Charlie的控制下,Alice进行四粒子投影测量和经典通信,Bob采用简单酉变换就能以100%的概率成功重构一个任意二粒子纠缠态。最后,利用七粒子纠缠态为量子信道,提出了任意二粒子纠缠态的联合受控远程制备方案。在此方案中,发送者Alice用自己掌握被制备态的部分信息构造测量基,发送者Bob采用前馈测量策略,接收者Diana在监控者Charlie的帮助下,通过简单幺正变换就能确定性地恢复原始态。     

基于非纠缠量子秘密共享的盲签名方案

综合考虑量子制备、量子存储、量子纠缠、量子操作、签名效率等因素,提出一种基于非纠缠量子秘密共享的盲签名方案,被签名的信息既可以是经典信息也可以是量子信息。消息拥有者根据其子秘密对将要签名的消息盲化,签名者根据其子秘密对盲化后的消息进行签名。方案使用非纠缠量子实现秘密共享,验证方只有在其他两方的合作下,才能根据其子秘密实现对签名的验证。研究表明方案满足不可伪造性、不可否认性,在节省资源和提高效率等方面也有显著提高。     

利用纠缠态实现任意N粒子量子态的秘密共享

针对量子秘密共享的量子态局限于最大纠缠态的问题,提出一种实现任意N位量子态的秘密共享方案。该方案使用纠缠态作为量子信道,首先发送方对粒子进行Bell基测量,然后接收方Bob或Charlie使用单粒子测量,最后参与者根据Alice和单粒子测量得到的结果,选用合适的联合幺正变换对量子态进行相应的变换,这样可以实现任意N粒子量子态的秘密共享。该方案能够抵御外部窃听者和内部不诚实参与者的攻击,安全性分析表明此方案是安全的。     

三态纠缠的可控的量子秘密共享协议

提出由3个节点组成的星型量子网络中,基于三态纠缠的可控的量子秘密共享协议。在协议中,3个节点S₁、S₂、S₃共享2N个GHZ-like states,发送编码序列,利用可控制的状态参量α,将测量结果的联合计算共享密钥。理论分析证明,该协议对于外在的窃听者Eve和内在的窃听者都具有很高的安全性。如果存在窃听者,则必然发现,从而保证了共享量子密钥的安全性。     

基于量子秘密共享的盲签名方案

提出了一种基于量子秘密共享的盲签名方案。其中量子秘密共享中用到了Bell纠缠和诱骗光子;盲签名使用的是异或操作和Hash函数。Bell纠缠是纠缠态中最简单的纠缠,而异或操作也是简单易操作;诱骗光子和Hash函数保证了安全性,将这些结合的本方案简单安全易实现,同时还保证了信息的盲性、签名消息的不可否认和不可伪造性。     

基于GHZ态的无酉操作多方量子秘密共享方案

为了简化多方量子秘密共享协议,利用Greenberger-Horne-Zeilinger（GHZ）态和互补基特性,提出了一种简单高效的多方量子秘密共享方案。该方案无需进行任何酉操作,发送方和多个接收方之间只需一次量子通信,并使用互补基进行测量即可完成信道安全检测和秘密共享。除去少量用于检测量子信道安全的粒子,其余每个GHZ态粒子共享一个比特的经典信息。安全性分析表明该方案是安全可靠的。     

基于Cluster态的n位量子态共享方案

为达到n位量子态秘密共享的目的,建立四粒子Cluster态和五粒子Cluster态的量子信道,提出两个量子秘密共享方案。Cluster态与其它纠缠态(W态和GHZ态)不同,相比最大纠缠态,其在某些方面具有很好的稳定性,且实验容易制备。两个方案均只用两次bell测量。第一个方案中,重构者只需对所持有的粒子进行相应的幺正变换即可;第二个方案引入一个辅助粒子最后实施CNOT操作就可恢复原始秘密。对于任意量子态的共享方案,都可以根据需要将最终量子态通过相应的量子线路得到所需要恢复的初始量子态。在安全性方面,分析外部攻击和内部攻击,得到所提出的方案是安全的。     

基于Bell态的量子秘密共享协议

为提高效率,提出了一种直接共享经典信息的量子秘密共享协议。协议利用Pauli矩阵的特殊性质将经典信息编码在Bell态上实现秘密共享,为了检测是否存在窃听者,通过随机插入诱骗光子的方法确保传输的安全。分析表明该协议是安全的,效率可以达到1个Be11态共享2 bit经典信息。     

基于团簇态的量子秘密共享方案

提出了一个基于团簇态的量子秘密共享方案,发送者通过Pauli操作将经典秘密信息编码在团簇态上进行分发,接收者通过联合测量实现秘密共享。协议插入EPR对作为诱骗态以防止窃听,通过安全性分析证明本协议是安全的,可以抵抗截获-测量、截获-重发和纠缠-测量攻击。此外,协议传输一个四粒子团簇态可以共享四个经典比特信息,量子比特效率达到100%。     

Selection of unitary operations in quantum secret sharing without entanglement

We propose a substitute-Bell-state attack strategy for quantum secret sharing schemes without entanglement,as well as a definition of the minimum failure probability of such attack strategy.A quantitative analysis of security degrees corresponding to different unitary operations is also provided,when the secret sharing schemes without entanglement are stricken by substitute-Bell-state attack.As a result,the relation between the selection of unitary operations and the effect of substitute-Bell-state attack i...     

无纠缠量子秘密共享中酉操作的选择

文中针对不使用纠缠态的量子秘密共享方案,提出了一种Bell态替换攻击策略,并定量分析了当量子秘密共享方案采用常见的几种酉操作组合时,这种攻击的最小失败概率,从而得到酉操作的选择和Bell态替换攻击效果之间的若干关系.对于量子秘密共享方案的设计和实施中,如何选择酉操作以保证通信安全的问题,文中的工作具有重要的指导作用.