基于量子行走的量子指定验证者签名方案

O431.2%TN918.1; 鉴于现有的量子指定验证者签名方案需要提前制备纠缠资源,存在被攻击的风险,本工作基于量子行走原理设计了一种新的量子指定验证者签名方案.新协议应用完全图上的两个硬币量子行走系统,实现了量子密钥生成和签名信息的传输.在信任中心的帮助下,新方案无需共享预密钥和纠缠态,签名者和指定验证者共享量子行走生成的密钥.在签名阶段中,签名者使用密钥对消息做受控酉运算进行加密,生成的签名通过隐形传态发送给指定验证者进行验证,保证了消息的完整性和来源的正确性.进一步通过示例的理论推导和IBM量子云平台上的模拟实验,验证了方案的正确性.最终的安全性分析表明,此方案满足指定验证性、不可伪造...

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Published in量子电子学报 Vol. 41; no. 6; pp. 942 - 955
Main Authors 娄小平, 范洲, 戈启越
Format Journal Article
LanguageChinese
Published 湖南师范大学信息科学与工程学院,湖南 长沙 410081 2024
Subjects
quantum teleportation
量子隐形传态
量子光学
quantum optics
IBM quantum cloud platform
IBM量子云平台
quantum walk
量子行走
指定验证者签名
designated verifier signature
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ISSN1007-5461
DOI10.3969/j.issn.1007-5461.2024.06.011

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Summary:O431.2%TN918.1; 鉴于现有的量子指定验证者签名方案需要提前制备纠缠资源,存在被攻击的风险,本工作基于量子行走原理设计了一种新的量子指定验证者签名方案.新协议应用完全图上的两个硬币量子行走系统,实现了量子密钥生成和签名信息的传输.在信任中心的帮助下,新方案无需共享预密钥和纠缠态,签名者和指定验证者共享量子行走生成的密钥.在签名阶段中,签名者使用密钥对消息做受控酉运算进行加密,生成的签名通过隐形传态发送给指定验证者进行验证,保证了消息的完整性和来源的正确性.进一步通过示例的理论推导和IBM量子云平台上的模拟实验,验证了方案的正确性.最终的安全性分析表明,此方案满足指定验证性、不可伪造性、不可传递性和签名隐匿性,且在纠缠攻击和截获重发攻击下也是安全的.
ISSN:1007-5461
DOI:10.3969/j.issn.1007-5461.2024.06.011