(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202211061909.9 (22)申请日 2022.09.01 (71)申请人 浙江工商大 学 地址 310012 浙江省杭州市西湖区教工路 149号 (72)发明人 叶天语　连江源　 (51)Int.Cl. H04L 9/08(2006.01) (54)发明名称 基于d级单粒子态的多 方半量子隐私比较方 法 (57)摘要 本发明提出了一种基于d级单粒子态的多 方 半量子隐私比较方法， 只执行一遍就能比较出两 个以上经典用户的隐秘输入的大小关系。 本发明 的方法需要一个量子第三方和一个经典第三方 的协助， 两个第三方都被允许按照她们各自意愿 错误行事， 但不被允许与其他人合谋。 本发明的 方法既不需要量子纠缠交换， 也不需要酉操作。 两个第三方只被要求进行d级单粒子测量。 正确 性分析表明， 本发明的方法能够得到正确的比较 结果。 安全性分析表明， 本发明的方法既能抵抗 外部攻击也能抵抗 参与者攻击。 权利要求书3页 说明书15页 附图2页 CN 115426108 A 2022.12.02 CN 115426108 A 1.一种基于d级单粒子态的多方半量子隐私比较方法， 只执行一遍就能比较出两个以 上经典用户的隐秘输入的大小关系； 需要一个量子第三方和一个经典第三方 的协助， 两个 第三方都被允许按照她们 各自意愿错误行事， 但不被允许与其他人合谋； 既不需要量子纠 缠交换， 也不需要酉操作； 两个第三方只被要求进行d级单 粒子测量； 共 包括以下八个过程： S1)N个经典用户,P1,P2,...,PN,打算进行隐私比较， 其中Pn有一个长度为L的隐秘整数 序列 这里， 和i＝1,2,...,L； 并且， N 个经典用户预先通过一个安全的带第三方的半量子密钥分配方法共享一个隐秘密钥序列K ＝{k1,k2,...,kL}， 其中ki∈{0,1,. ..,d‑1}和i＝1,2,...,L； S2)量子TP1制备N个单粒子态序列， 这些粒子都是从T1和T2中随机挑选出来； 其中， T1＝ {|0>,|1>,. ..,|d‑1>}， T2＝{F|0>,F|1>,. ..,F|d‑1>}， F是d级离散量子傅里叶变换， 并且 TP1被准许可根据她自己的意愿发起所有类型的攻击， 但 是不能与任何人勾结； 这 N个单粒子态序列被表示 为S1,S2,...,SN， 其中 然后， TP1通过量子信道将Sn发送给Pn； 除了第一个粒子 外， TP1只在从TP2接收到前一个粒子后才发送Sn的下一个粒子； S3)Pn产生一个随机二进制序列rn， 其中 并且l＝ 1,2,...,16L； 在接收到Sn的第l个粒子后， Pn根据 的值进入REFLRCT模式或者MEASURE模 式； 当 时， Pn选择REFLECT模式， 否则， Pn选择MEASURE模式； 这里， REFLECT模式是指将接 收到的粒子不受干扰地返回给发送者， 而MEASURE模式是指用T1基测量接收到的粒子， 制备 与所发现的状态相同的量子态并且将其返回给发送者； 当Pn进入MEASURE模式时， 她需要记 录测量结果； Pn对Sn执行完她的操作后所形成的新序列用S ′n表示， 其中 最后， Pn通过量子信道将S ′n发送给TP2； S4)TP2产生一个随机二进制序列vn， 其中 并且l ＝1,2,...,16L； TP2被准许可根据她自己的意愿发起所有类型的攻击， 但是不能与任何人 勾结； 在接收到S ′n中的第l个粒子后， TP2根据 的值进入REFLRCT模式或MEASURE模式； 当 时， TP2选择REFLECT模式， 否则， Pn选择MEASURE模式； 当选择MEASURE模式时， TP2需记 录下她的测量结果； TP2对S′n执行完操作后所 得到的新序列记为S ″n， 其中 最后， TP2通过量子信道将S ″n发送给TP1； S5)TP1公布步骤S2中制备处于T2基的粒子的位置； 同时， Pn和TP2各自公布rn和vn， 其中n ＝1,2,...,N； 基于公布的信息， TP1执行表1列出的相应操作； 情形1： 在这种情形下， 初始粒子是由TP1在步骤S2中制备处于T1基； Pn和TP2都选择了 REFLECT模式； 并且， TP1用T1基测量她手中对应的粒子； 通过将她的测量值与相应的初始制 备态进行比较， TP1能够判断出 是否有窃听者； 如果没有窃听者， 通信将被继续执 行； 情形2： 在这种情形下， 初始粒子是由TP1在步骤S2中制备处于T2基； Pn和TP2都选择了 REFLECT模式； 并且， TP1用T2基测量她手中对应的粒子； 通过将她的测量值与相应的初始制权　利　要　求　书 1/3 页 2 CN 115426108 A 2备态进行比较， TP1能够判断出 是否有窃听者； 如果没有窃听者， 通信将被继续执 行； 情形3： 在这种情形下， 初始粒子是由TP1在步骤S2中制备处于T1基； Pn和TP2分别选择了 MEASURE模式和REFLECT模式； 并且， TP1用T1基测量她手中对应的粒子； Pn需告诉TP1新制备 的粒子的状态； TP1将她的测量结果与Pn新制备的粒子的状态和相应的初始制备态进行比 较； 如果没有窃听者， 通信将被继续执 行； 情形4： 在这种情形下， 初始粒子是由TP1在步骤S2中制备处于T1基； Pn和TP2分别选择了 REFLECT模式和MEASURE模式； 并且， TP1用T1基测量她手中对应的粒子； TP2需告诉TP1新制备 的粒子的状态； TP1将她的测量结果与TP2新制备的粒子的状态和相应的初始制备态进行比 较； 如果没有窃听者， 通信将被继续执 行； 情形5、 情形6和情形7： 在这三种情形下， 初始粒子是由TP1在步骤S2中制备处于T2基； Pn 和TP2中至少有一方选择了MEASURE模式； 并且， TP1不采取任何行动； 这三种情形是被忽略 掉； 情形8： 在这种情形下， 初始粒子是由TP1在步骤S2中制备处于T1基； Pn和TP2都选择了 MEASURE模式； 并且， TP1用T1基测量她手中对应的粒子； 如果TP1手中这种情形下相对应的粒 子数量少于2L， 通信将会被终止； 表1不同情形 下TP1的操作 S6)TP1从她手中属于情形8的粒子中挑出L个粒子， 并且公布所挑出粒子的位置； 然后， Pn和TP2分别公布所选定位置的测量结果； 然后， TP1通过将她的测量 结果与Pn和TP2的测量结 果以及相应的初始制备态进行比较来检查所选定粒子的错误率； 如果错误率为0， 通信将 被 继续执行； S7)Pn、 TP1和TP2利用情形8中剩下的L个粒子进行隐私比较； Pn、 TP1和TP2对情形8中粒子 的测量结果是相同的； Pn、 TP1和TP2对情形8中剩余 L个粒子的测量结果记为 其中 和i＝1,2,...,L； Pn计算 其中符号 表示模d和， i＝1,2,...,L； 最后， Pn通过认证经典信道将cn发送权　利　要　求　书 2/3 页 3 CN 115426108 A 3