(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 202210930903.4 (22)申请日 2022.08.04 (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 陈颖　叶天语　 (51)Int.Cl. H04L 9/08(2006.01) (54)发明名称 基于χ型态的半量子 秘密共享方法 (57)摘要 本发明提出了一种基于χ型态的半量子秘 密共享方法， 实现 “只有当两个经典通信者一起 合作才能恢复出一个量子通信者的共享密钥 ”这 一目标。 详细的安全分析表明， 本发明的方法能 够抵抗参与者攻击和外部攻击。 本发 明的方法的 优点为： (1)它只需要一种量子纠缠态作为初始 量子资源； (2)它不使用量子纠缠交换或酉操作； (3)它不需要在不同参与者之间预 先共享密钥。 权利要求书2页 说明书17页 附图1页 CN 115296805 A 2022.11.04 CN 115296805 A 1.一种基于χ型态的半量子秘密共享方法， 实现 “只有当两个经典通信者一起合作才能 恢复出一个量子通信者的共享密钥 ”这一目标； 只需要一种量子纠缠态作为初始 量子资源； 不使用量子纠缠交换或酉操作； 不需要在不同参与者之间预先共享密钥； 共包括以下六个 过程： S1)Alice制备8n个χ型态都处于| χ00>， 并将它们划分为四个不同的粒子序列S1、 S2、 S3和 S4； 这里， Sj是由这8n个χ型态的所有第j个粒子组成的序列， 其中j＝1,2,3,4； Alice将S2和 S3保留在自己手中， 将S1(S4)的粒子通过量子信道一个个地发送给Bob(Charlie)； 除了S1 (S4)的第一个粒子 外， Alice只在接收到前一个粒子后才发送下一个粒子； S2)在收到S1的每个粒子后， Bob随机选择用Z基测量量子比特， 制备一个新粒子处于他 所发现的状态， 并将其发送给Alice(称为SIFT操作)， 或者直接无干扰地返回给Alice(称为 CTRL操作)； 在收到S4的每个粒子后， C harlie也随机 选择SIFT操作或CTRL操作； S3)Alice暂时存储来自于Bob和Charlie的所有粒子； B ob和Charlie公布他们选择SIFT 的位置； S4)根据Bob和Charlie的选择， Alice执行表1所示的四种操作中的一种； 其中， 和 分别表示S1、 S2、 S3和S4的第i个粒子， 其中i∈{1,2,. ..,8n}； 表1 三方对粒子的操作 操作1： 利用Z基分别测量来自Bob的对应于 的新粒子和来自Charlie 的对应于 的新 粒子， 并利用Bel l基测量 和 操作2： 利用Bel l基测量 和 并利用Z基分别测量 来自Bob的对应于 的新粒子和 操作3： 利用Bell基测量 和 并利用Z基分别测量 和来自Charlie的对应于 的新粒 子； 操作4： 利用FMB基测量 和 (a)当Bob和Charlie都选择了SIFT时， Alice执行操作1； 这种 情况同时用于安全检测和 秘密共享； 如果没有窃听者存在， Alice对 和 的Bell基测量 结果、 Bob对 的Z基测量结果 以及Charlie对 的Z基测量结果应正确相关； Alice对来自Bob(Charlie)的对应于 的新粒子的Z基测量结果应当与Bob(Charlie)制备的状态相同； 为了检测Eve的存在， Bob和 Charlie需告诉Al ice他们在这种情形 下n个被选中用于安全检测的位置的测量结果； (b)当Bob选择了SIFT且Charlie选择了CTRL时， Alice执行操作2来检测是否存在窃听 者； 如果不存在窃听者， Alice对 和 的Bell基测量结果、 Bob对 的Z基测量结果以及 Alice对 的Z基测量结果应正确相关； Alice对来自Bob的对应于 的新粒子的Z基测量结权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 115296805 A 2果应当与Bob制备的状态相同； 为了检测Eve的存在， Bob需要告诉Alice他在这种情形下对 的测量结果； (c)当Charlie选择了SIFT且Bob选择了CTRL时， Alice执行操作3来检测是否存在窃听 者； 如果不存在窃听者， Alice对 和 的Bell基测量结果、 Alice对 的Z基测量结果以及 Charlie对 的Z基测量结果应正确相关； Alice对来自Charlie的对应于 的新粒子的Z基 测量结果应当与Charlie制备的状态相同； 为了检测Eve的存在， Charlie需告诉Alice她在 这种情形 下对 的测量结果； (d)当Bob和Charlie都选择了CT RL时， Alice执行操作4来检测是否存在窃听者； 如 果不 存在窃听者， Al ice对 和 的FMB基测量结果应当总是| χ00>； S5)Alice检查情形(a)、 (b)、 (c)和(d)中的错误率； 如果这四种情形中的任何一种的错 误率异常高， 通信将立即被中止， 否则， 通信将被继续； S6)情形(a)中的剩余n个位置被用于秘密共享； 用 表示情形(a)中第k个剩余位 置Bob(Charlie)的Z基测量结果所对应的经典比特， 其中k＝1,2,...,n； 因此， 情况(a)中第 k个剩余位置Alice的Z基测量结果所对应的经 典比特为 这样， Alic e将相应的共享密钥 比特编码为 显然， 只有当Bob和Charlie一起合作时他们才能恢复 为清晰起 见， 情形(a)的剩余位置上三方测量结果相对应的经典比特以及相应的共享密钥比特之间 的关系如表 2所示。 表2 情形(a)的剩余 位置上三方测量结果相对应的经典比特以及相应的共享密钥比特 。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 115296805 A 3