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专利号: 2021115045077
申请人: 湖南师范大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2026-04-30
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种基于量子的批量身份认证方法,其特征在于,所述方法包括:用户A与用户B通过量子密钥分发协议,共享一个长度为m的密钥Key,所述用户B是个体为n的批量群体集合 ;

用户A制备一组随机单光子序列 ,并使用高维量子傅里叶变换对单光子序列 进行加密,所述单光子序列 经过量子傅里叶变换后得到序列 ;

用户B基于所述密钥Key依次对所述序列 执行一组操作后得到执行粒子,并将所述执行粒子交给用户C;

用户C根据测量序列 中的粒子并计算得到第一身份信息,用户A根据单光子序列 计算得到第二身份信息,当第一身份信息和第二身份信息相等时,用户B身份认证通过。

2.根据权利要求1所述的基于量子的批量身份认证方法,其特征在于,所述用户A制备一组随机单光子序列 ,并使用高维量子傅里叶变换对单光子序列 进行加密,所述单光子序列 经过量子傅里叶变换后得到序列 ;包括:用户A制备的随机单光子序列 中含有 个单光子,所述序列 表示为:;其中,d为大于1的正整数;

用户A制备一组二维经典随机数 ,其中m为密钥Key的长度;

用户A使用高维量子傅里叶变换对单光子序列 进行加密,加密公式表示为:;其中, ;

经过量子傅里叶变换后得到的所述序列 表示为 。

3.根据权利要求1所述的基于量子的批量身份认证方法,其特征在于,所述用户B基于所述密钥Key依次对所述序列 执行一组操作后得到执行粒子,并将所述执行粒子交给用户C,包括:

从用户B选择单个用户 ,对所述序列 执行一组操作,操作算符表示为:,其中, , 代表模d加操作;

基于密钥 ,即 ,用户 对序列 中的粒子执行 操作后交由用户B中未操作的用户;

用户 分别对所述序列 执行 操作后,由最后一位用户交给用户C。

4.根据权利要求1所述的基于量子的批量身份认证方法,其特征在于,所述用户C根据和序列 中的粒子并计算得到第一身份信息,用户A根据密钥Key和单光子序列 计算得到第二身份信息,当第一身份信息和第二身份信息相等时,用户B身份认证通过,包括:用户A公布的二维经典随机数 ,其中m为密钥Key的长度,用户C选择正确的测量基,测量序列 中的粒子;

如果 ,选择 对应的测量基为 ,如果 ,选择 对应的测量基为;

用户C根据测量结果 ,通过计算 公布第一身份信息,用户A计算,得到第二身份信息,并与用户C公布的第一身份信息进行结果对比,如果相等,身份验证通过,否则,验证失败,重新进行认证。

5.一种基于量子的批量身份认证系统,其特征在于,包括:密钥分发模块,用于用户A与用户B通过量子密钥分发协议,共享一个长度为m的密钥Key,所述用户B是个体为n的批量群体集合 ;

粒子准备模块,用于用户A制备一组随机单光子序列 ,并使用高维量子傅里叶变换对单光子序列 进行加密,所述单光子序列 经过量子傅里叶变换后得到序列 ;

粒子操作模块,用于用户B基于所述密钥Key依次对所述序列 执行一组操作后得到执行粒子,并将所述执行粒子交给用户C;

身份比较模块,用于用户C根据测量序列 中的粒子并计算得到第一身份信息,用户A根据单光子序列 计算得到第二身份信息,当第一身份信息和第二身份信息相等时,用户B身份认证通过。

6.根据权利要求5所述的基于量子的批量身份认证系统,其特征在于,所述粒子准备模块包括序列转换单元,所述序列转换单元用于:用户A制备的随机单光子序列 中含有 个单光子,所述序列 表示为:;其中,d为大于1的正整数;

用户A制备一组二维经典随机数 ,其中m为密钥Key的长度;

用户A使用高维量子傅里叶变换对单光子序列 进行加密,加密公式表示为:;其中, ;

经过量子傅里叶变换后得到的所述序列 表示为 。

7.根据权利要求5所述的基于量子的批量身份认证系统,其特征在于,所述粒子操作模块包括粒子状态执行单元,所述粒子状态执行单元用于:从用户B选择单个用户 ,对所述序列 执行一组操作,操作算符表示为:,其中, ,代表模d加操作;

基于密钥 ,即 ,用户 对序列 中的粒子执行 操作后交由用户B中未操作的用户;

用户 分别对所述序列 执行 操作后,由最后一位用户交给用户C。

8.根据权利要求5所述的基于量子的批量身份认证系统,其特征在于,所述身份比较模块包括身份计算单元,所述身份计算单元用于:用户A公布的二维经典随机数 ,其中m为密钥Key的长度,用户C选择正确的测量基,测量序列 中的粒子;

如果 ,选择 对应的测量基为 ,如果 ,选择 对应的测量基为;

用户C根据测量结果 ,通过计算 公布第一身份信息,用户A计算,得到第二身份信息,并与用户C公布的第一身份信息进行结果对比,如果相等,身份验证通过,否则,验证失败,重新进行认证。

9.一种计算机设备,包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序,其特征在于,所述处理器执行所述计算机程序时实现权利要求1至4中任一项所述方法的步骤。

10.一种计算机可读存储介质,其上存储有计算机程序,其特征在于,所述计算机程序被处理器执行时实现权利要求1至4中任一项所述的方法的步骤。