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专利号: 2019111464074
申请人: 南京信息工程大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2026-06-16
缴费截止日期: 暂无
联系人

摘要:

权利要求书:

1.一种基于量子委托计算的多方量子可搜索加密方法,其特征在于,设有n个用户(Alice1、Alice2、…、Alicen),其中,指定Alice1是数据拥有者,Alice2是数据查询者;设Bob和Charlie分别为云数据中心和密钥中心;所述的多方量子可搜索加密方法具体包括以下步骤:步骤1:数据拥有者将数据编码进量子态

步骤2:数据拥有者将数字n发送给密钥中心;

步骤3:密钥中心通过量子秘钥分发的方式发送给数据拥有者一组2n个随机二进制比特串,所述该比特串作为加密秘钥ek=(x0,z0);

步骤4:数据拥有者根据ek利用X和Z门加密|ψ>,得到

并上传至云数据中心;

步骤5:数据查询者需要云数据中心在Eek|ψ>上搜索所需的数据,云数据中心在执行搜索计算时,密钥中心同时进行计算解密秘钥dk;

步骤6:当搜索完成,云数据中心将搜索结果Search(Eek|ψ>)发送给数据查询者;

步骤7:密钥中心将计算出的解密秘钥dk=(xs,zs)通过量子秘钥分发的方式发送给数据查询者;

步骤8:数据查询者直接在搜索结果Search(Eek|ψ>)做 和 操作,解密出Search(|ψ>),再对Search(|ψ>)进行测量,就得到数据查询者所需的数据。

2.根据权利要求1所述的一种基于量子委托计算的多方量子可搜索加密方法,其特征在于,所述步骤1中,M=2m是索引j的值,即条目data(j)的数量,每一个data(j)由n个qubit组成。

3.根据权利要求1所述的一种基于量子委托计算的多方量子可搜索加密方法,其特征在于,所述步骤3中,在量子秘钥分发的形式中,|+>和|+y>表示二进制比特0,|->和|-y>表示1;所述x0和z0各由n个比特组成。

4.根据权利要求1所述的一种基于量子委托计算的多方量子可搜索加密方法,其特征在于,所述步骤4中,Eek|ψ>中索引部分j不加密,data(j)部分中第k个qubit通过进行加密,x0(k)(z0(k))表示x0(z0)中第k个比特。

5.根据权利要求1所述的一种基于量子委托计算的多方量子可搜索加密方法,其特征在于,所述步骤5中,设|ψ>中data(j)部分为|φ>,则数据拥有者加密后的态为设 则 加密秘钥为ek=(x0,z0),则初始解密秘钥为dk0=(x0,z0);一般任意量子计算可由{|X>,|Z>,|H>,|S>,|T>,|CNOT>}这些量子门组成量子线路完成计算,设G表示集合中任意一个门,当求解解密秘钥dkr+1=(xr+1,zr+1)时,则满足其中, r表示量子线路里面第r个量子门;

当G=IorXi or Zi时,dkr+1=dkr;其中i表示作用在第i个qubit;

当G=Hi时,(xr+1(i),zr+1(i))=(zr(i),xr(i)),(xr+1(k),zr+1(k))=(xr(k),zr(k))(k≠i);

当G=Si时, (xr+1(k),zr+1(k))=(xr(k),zr(k))(k≠i);

当G=CNOTi,l时,

(xr+(k),zr+1(k))=(xr(k),zr(k))(k≠i);其中第i个qubit是控制比特,第l个qubit是目标比特;

当G=Ti时,密钥中心要从{|+>,|+y>,|->,|-y>}随机选一个辅助量子比特以及经典比特x发送给密钥中心;其中,|+>表示y=0,z=0,|+y>表示y=1,z=0,|->表示y=0,z=1,|-y>表示y=1,z=1;

云数据中心返还比特的测量值c给密钥中心;则

(xr+(k),zr+1(k))=(xr(k),zr(k))(k≠i)。

6.根据权利要求1所述的一种基于量子委托计算的多方量子可搜索加密方法,其特征在于,所述步骤7中,所述dk中的s表示量子线路中一共有s个量子门。