一种含有安全可信任中心的量子秘密共享方案

量子秘密共享（Quantum secret sharing , QSS）可以在不完全信任的通信双方间传递密钥,是量子密码的一个重要分支。本文提出一种含有安全可信任中心的QSS方案。其中,中心能够产生并提供量子态,也能够测量并提取量子态信息。通信用户（Alice、Bob和Charlie）不拥有量子比特产生器和测量器,只需通过幺正操作和交换操作实现密钥传输和窃听防范;同时,Bob和Charlie必须合作才能获得正确的密钥。理论分析表明该方案可有效地抵御截取重发攻击、纠缠测量攻击和关联提取攻击等常见攻击策略;由于方案减少了量子比特产生器和测量器的数量,降低了量子通信的费用。这将为量子秘密共享实用化提供一种可参考的方法。     

基于GHZ态的三个量子位秘密共享方案

提出了利用五个粒子纠缠GHZ态作为量子信道来完成三个粒子纠缠态的隐形传态,从而实现三个量子位的秘密共享方案,并对方案进行安全性分析。该方案充分利用GHZ态五个粒子间的相关性,通过一次Bell基测量和三次单粒子测量,并通过相应的幺正变换即可实现Alice和Charlie之间三个量子位的秘密共享。与相关文献相比,在没有增加粒子数的前提下,提高了量子位的传输,为量子密钥共享传递更多量子位提供了理论基础。     

基于四粒子cluster态的N位量子态秘密共享方案

为了实现N位量子态秘密共享,提出利用四粒子cluster态作为量子信道,cluster态虽然不是最大的纠缠态,但是有比最大纠缠态更强健的性质,通信者Alice通过添加辅助粒子,并对量子态进行五粒子联合测量,Bob（Charlie）对手中的粒子进行单粒子测量,并把结果和恢复量子态需要进行的操作告知Charlie（Bob）,Charlie（Bob）按照从Bob（Charlie）处得到的信息对手中的粒子进行相应的操作,最后再根据需要,把量子态通过相应的量子线路得到所需要共享的量子态。安全性分析证明此方案是安全的。     

基于GHZ态局域测量的量子秘密共享

提出了一个基于GHZ态局域测量的新颖且高效的量子秘密共享方案.该方案充分利用了GHZ态3个粒子间的相关性,不需要进行任何酉操作或纠缠交换,只通过局域测量,就可在通信者之间建立共享联合密钥.除去用于窃听检测的粒子,其余粒子全部用于消息传输,每个GHZ态可以共享一个比特经典消息,效率达到100%.同时,对于可能存在的攻击方式,文中给出了详细的安全性证明.最后,建立了效率与安全的关系模型,并用MATLAB进行了比较深入的仿真分析.     

基于非最大纠缠态的受控量子安全直接通信协议

基于非最大纠缠两粒子态,提出一种多方控制的量子安全直接通信协议.通信过程利用decoy光子来检测窃听,保证信道安全.发送方直接将秘密消息编码在不同的两粒子态中,控制方对其中一粒子序列随机的执行一个幺正操作,接收方只有在得到所有控制方的同意之后,才能恢复出发送方的秘密消息.该协议中信道是非最大纠缠信道,不易受噪声的影响;由于两粒子态易制备,该协议现有技术可实现;所有粒子都用于传输秘密消息,量子比特效率较高.     

基于W态的量子秘密共享协议

基于W态及其非定域纠缠关联性,利用量子远程通信设计了一种量子秘密共享协议。在该协议中,Alice制备三粒子W态及秘密量子信息,将W态中的任意两粒子分别发送给Bob1和Bob2,并对自己拥有的粒子进行Bell基联合测量;依据Alice的测量结果,Bob1和Bob2联合进行相应的局域操作就能共同得到秘密信息。并对协议的安全性进行了详细分析,研究表明该协议能抵御多种攻击,如干扰重发攻击、纠缠攻击等。     

一种基于秘密共享的量子强盲签名协议

提出了一种基于秘密共享原理的量子强盲签名协议。每一组GHZ (Greenberger-Horne-Zeilinger)中的三个光子依次分发给消息拥有者Alice、签名者Trent及验证者Bob,Alice测量自己的光子将消息盲化,Trent测量自己的光子对盲消息进行签名,而Bob根据手中光子的测量结果及量子态的关联性验证签名,但其行为受到量子指纹及审计程序的约束。本协议实现了签名的盲性以及消息拥有者无法被追踪,其安全性不受攻击者所拥有的计算资源的影响。     

量子密码的发展

从理论研究、实验进展与技术开发的角度简述了量子密码的发展历史,总结了量子密码的前沿课题,主要包括量子密钥分发,量子加密算法,量子认证,量子秘密共享,量子密码分析,量子随机源,安全直接量子通信等.     

基于四粒子纠缠态的量子秘密共享方案

基于2个不同的四粒子纠缠态分别提出了三方、四方量子秘密共享方案,其中采用的秘密信息是一个相同的未知两粒子纠缠态。在量子秘密共享方案中发送者对所拥有的粒子实施适当的Bell态（或GHZ态）测量,发送者和合作者通过经典通讯把测量结果告知信息接收者,接收者在其他合作者的协助下通过实施相应的量子操作完成对初始量子态信息的重构。对所提出的2个方案进行了讨论和比较,发现四方量子秘密共享方案的安全性更加可靠。     

基于四粒子GHZ纠缠态实现双向隐形传态

提出了一种用四粒子GHZ纠缠态作为量子信道,实现量子双向隐形传态的方案。通信双方Alice和Bob事先共享俩对四粒子GHZ纠缠态。通信开始后,Alice和Bob分别对自己拥有的粒子作量子投影测量,并将测量结果通过经典信道告诉对方。Alice和Bob根据对方提供的测量结果,做相应的幺正变换,即在己方的粒子上再现对方要传的量子信息,从而实现整个双向传态的目的。只要通信双方事先选取合适的GHZ纠缠态作为量子信道以及分发不同对应的纠缠粒子即可分别实现单量子比特任意态、双量子比特Bell纠缠态和三量子比特GHZ纠缠态的双向隐形传态。     

量子明文直传通信

量子明文直传通信方案是建立在量子力学基础上的一种新型量子通信方案.它可以确定性地直接传输明文,与需要事先分发量子密钥才能通信的量子密钥分发协议相比,更接近传统通信方式,因此成为近年来量子通信研究的热点问题.综述了目前量子明文直传通信的发展情况和最新成果,介绍了基于各种量子原理的典型量子直接通信方案,并对各方案进行分析比较,接着简要介绍了量子明文直传通信的实验研究情况,最后对将来的研究方向进行了总结和展望.     

一种新的未知三粒子量子态秘密共享方案

提出了使用GHZ的三粒子纠缠态作为量子信道来实现三个未知量子纠缠态的秘密共享,并对方案的安全性进行了证明。该方案通过对粒子进行三粒子GHZ态的测量和X基测量,最后使用相应的幺正变换来实现三个量子位的秘密共享。与相关文献相比,此方案既完成了对未知三粒子纠缠态的秘密共享又没有增加量子信道的实现难度,为共享更多位的量子秘密共享方案提供了理论依据。     

一种无纠缠态的量子秘密共享协议

秘密共享是指将一个秘密按适当的方式进行隐藏或拆分,只有若干个参与者一同协作才能恢复该秘密,该技术在云计算领域中能够确保信息安全和数据保密.提出了一种不使用纠缠态的量子秘密共享协议,通过使用量子密码算法确保系统的安全性.相比其他的秘密共享协议,该协议具有以下优点:与传统的基于数论的秘密共享协议相比,本协议由于使用量子通信的技术,从而能够有效抵抗Shor算法攻击;相比其他的量子秘密共享协议,由于本协议没有使用量子纠缠态,在技术程度上更容易实现;如果存在攻击者或恶意的参与者,该协议能够在秘密恢复过程中迅速发现,避免恢复错误的秘密.     

基于n粒子GHZ态和单光子混合的量子安全直接通信

为了提高量子安全传输效率,采用n粒子Greenberger-Horne-Zeilinger(GHZ)态的特性,对其与单光子混合的量子安全直接通信进行了研究,设计了通信的执行过程,讨论了通信的传输效率、量子比特利用率和编码容量,并对其安全性进行了理论分析。结果表明,该方案可以将信息的编码容量提升至(n+1)bit,将传输效率提升至200%。该协议能够抵御截获重发和测量重发攻击、特洛伊木马攻击和拒绝服务攻击以及辅助粒子攻击和纠缠攻击。     

基于信道加密的量子安全直接通信

基于量子信道加密原理,结合Ping-Pong协议控制模式和信息模式的概念,提出了一个量子安全直接通信协议。在此协议中,发送者和接收者用n对Bell态作为量子信道,发送者用controlled-Not操作将单粒子纠缠入量子信道,接收者用controlled-Not操作将单粒子与量子信道解纠缠。通信双方依次执行控制模式和信息模式,控制模式检测窃听,信息模式发送秘密信息。控制模式和信息模式均不会对已建立的量子信道造成破坏,因此建立量子信道的过程仅需一次,此后通信双方可以反复进行控制模式和信息模式进行窃听检测和秘密信息传输。     

Quadri-directional searching algorithm for secret image sharing using meaningful shadows

Contrary to conventional protecting data such as cryptographic techniques which encrypt the data with a secret key, secret sharing takes an approach to ensure well protection of transmitted information by allowing a secret message M to be divided into n pieces. Secret message M can be held by n participants to avoid the secret from incidentally or intentionally being lost. In a secret sharing scheme, secret information leaks from shadows, attack on shadow image, and large shadow image issues which has arisen when developing an algorithm. Although existing algorithms provide remedies for such problems, the computational complexity of existing algorithms is still questionable. Therefore, we propose a low computational complexity Quadri-Directional Searching Algorithm (QDSA) for secret image sharing. Experiment results show that the proposed algorithm ensures that generated shares are of high quality and no secret information is leaked from these shares, thus it guarantees high security of our scheme.