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基于混淆S盒的高维量子同态加密机制
1
作者 宋秀丽 周建兵 +3 位作者 廖金伟 邓红耀 刘羽 吴涛 《密码学报（中英文）》 CSCD 北大核心 2024年第5期1003-1017,共15页
在量子同态加密机制中,对密文量子态执行同态评估计算并解密得到的结果与对明文量子态直接评估计算所得的结果相同.现有的量子同态加密机制不仅评估算子的逻辑门种类有限,而且使用单点或多点混淆导致计算开销较大.鉴于此,本文使用量子... 在量子同态加密机制中,对密文量子态执行同态评估计算并解密得到的结果与对明文量子态直接评估计算所得的结果相同.现有的量子同态加密机制不仅评估算子的逻辑门种类有限,而且使用单点或多点混淆导致计算开销较大.鉴于此,本文使用量子随机游走构建了一个混淆S盒并将其应用到高维量子同态加密机制的设计之中.客户端使用高维的Pauli算子对明文量子态加密之后,将密文量子态发送至服务器;服务器从评估算子集合中选取客户端需要的评估算子,配合评估参数对密文量子态执行评估操作,并将评估结果发送至解密方执行解密运算.为了避免服务器在执行评估操作时泄露解密密钥,客户端通过设计的混淆S盒来完成对解密密钥的混淆并将结果传输给解密方.解密方执行逆混淆S盒还原出解密密钥,并使用该密钥执行解密操作得到委托计算结果.对比同类型的相似机制,该机制增加了评估算子的种类,降低了量子混淆S盒的开销;通过仿真实验结果证明了提出机制的正确性,并从信息理论层面证明了该机制的安全性. 展开更多
关键词 量子同态加密 混淆S盒 高维量子逻辑门 评估算子集合
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医疗环境中云隐私数据量子同态加密方案
2
作者 王超男 《计算机应用文摘》 2024年第18期163-164,167,共3页
以云为中心的计算将数据委托给不受信任或半信任的第三方服务提供商,从而提供强大而灵活的网络服务。在享受便捷网络服务的同时,用户会担心第三方泄露隐私数据。因此,文章针对数据的安全性和隐私性提出了一种基于量子电路的量子同态加... 以云为中心的计算将数据委托给不受信任或半信任的第三方服务提供商,从而提供强大而灵活的网络服务。在享受便捷网络服务的同时,用户会担心第三方泄露隐私数据。因此,文章针对数据的安全性和隐私性提出了一种基于量子电路的量子同态加密方案。该方案允许对加密数据进行操作,这极大地保证了数据的安全性,同时借助大数据注册中心和云中心实现了用户的安全注册和数据的安全传输与运行。其中,加密密钥和解密密钥均使用量子一次一密,且加密密钥与解密密钥不同,解密密钥采用密钥更新算法计算,评估算法与加密密钥无关。 展开更多
关键词 隐私数据 量子同态加密 量子电路
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通用的量子同态加密框架 被引量：4
3
作者 王育齐 佘堃 《计算机科学与探索》 CSCD 北大核心 2016年第11期1571-1576,共6页
研究了量子同态加密,提出了一种通用的构造量子同态加密算子的方法,进而建立了构造量子同态加密方案的一种通用框架;通过二值和三值量子态的酉变换,利用该框架构造了相应的量子同态加密方案,与现有文献的构造方案相比,利用该框架构造的... 研究了量子同态加密,提出了一种通用的构造量子同态加密算子的方法,进而建立了构造量子同态加密方案的一种通用框架;通过二值和三值量子态的酉变换,利用该框架构造了相应的量子同态加密方案,与现有文献的构造方案相比,利用该框架构造的量子同态加密方案更具有普遍性;通过安全性分析,该框架的安全性是基于加密算法的安全性和密钥的安全性。由于该框架采用了对称量子加密算法,导致构造量子同态算子时需要加密密钥,从而该框架是一种弱的对称量子同态加密框架。最后,该框架被推广到了量子公钥加密的情形。 展开更多
关键词 量子同态加密 量子同态算子 量子代理计算 对称量子加密 量子密码
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d维(t,n)门限量子同态加密算法的设计与仿真 被引量：6
4
作者 宋秀丽 周道洋 文爱君 《电子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第5期846-853,共8页
量子同态加密对量子态密文直接进行同态评估计算,而不是将密文解密之后再进行计算.基于相位和状态变换的d维通用酉算子,提出了一种d维(t,n)门限量子同态加密算法.在该算法中,客户端将量子态密文传送给n个服务器中的t个,这t个服务器生成... 量子同态加密对量子态密文直接进行同态评估计算,而不是将密文解密之后再进行计算.基于相位和状态变换的d维通用酉算子,提出了一种d维(t,n)门限量子同态加密算法.在该算法中,客户端将量子态密文传送给n个服务器中的t个,这t个服务器生成评估子密钥,运行评估算法对量子态密文执行同态计算.客户端对解密之后的量子态执行CNOT门操作,t+1个粒子的聚合值就是评估算法对量子态明文计算之后的结果.该算法使用Shamir(t,n)门限机制隐藏了评估密钥,保护了客户端的隐私数据.从理论上证明了算法的正确性,各个阶段操作过程的仿真实现进一步验证了算法的正确性. 展开更多
关键词 量子同态加密 D维 (T N)门限 通用酉算子 评估计算
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d维量子同态加密算法的设计与仿真 被引量：2
5
作者 宋秀丽 周道洋 曹耘凡 《计算机工程与应用》 CSCD 北大核心 2020年第7期109-115,共7页
现有量子同态加密算法局限于二维或三维的希尔伯特空间,突破这种低维度的限制,基于任意两个d维酉算子的可交换性提出了两个d维量子同态加密算法。一种是单粒子上的d维量子同态加密算法,另一种是多粒子上的d维量子同态加密算法。每个算... 现有量子同态加密算法局限于二维或三维的希尔伯特空间,突破这种低维度的限制,基于任意两个d维酉算子的可交换性提出了两个d维量子同态加密算法。一种是单粒子上的d维量子同态加密算法,另一种是多粒子上的d维量子同态加密算法。每个算法包括密钥生成子算法、加密子算法、评估子算法和解密子算法,证明了两个量子同态加密算法的正确性并举例予验证算法的可行性。由于评估算法不依赖于客户端的密钥,并且输出态具有完全混合态性质,保证两个算法的安全性。仿真结果显示解密子算法的输出与评估子算法对明文的直接计算结果完全一致,验证了两个算法的同态特性。 展开更多
关键词 量子同态加密 d维酉算子 完全混合态
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基于量子同态加密的密文搜索研究
6
作者 杜娟 董朝阳 +1 位作者 赵亮 拱长青 《沈阳航空航天大学学报》 2020年第5期55-62,共8页
提出了一种量子环境下的密文搜索方案。针对现有量子同态加密方案中T门密钥更新过程过于繁琐的问题,设计了一种基于可信服务器辅助处理T门的密钥更新方案,并基于此构建了量子密文搜索方案。该方案将服务器分为可信服务器和半可信服务器... 提出了一种量子环境下的密文搜索方案。针对现有量子同态加密方案中T门密钥更新过程过于繁琐的问题,设计了一种基于可信服务器辅助处理T门的密钥更新方案,并基于此构建了量子密文搜索方案。该方案将服务器分为可信服务器和半可信服务器,后者完成搜索操作,当电路中存在T门时,将该量子态上传给可信服务器,可信服务器对其解密后执行T门的操作,再随机生成密钥将其加密上传给半可信服务器,可信服务器帮助客户端完成密钥更新操作,减轻了客户端的压力,提升了算法的效率。在该方案的基础上,利用IBM量子模拟器完成了二值情况下的密文搜索实验,结果表明该方案能够在保证安全性的前提下,实现相应的密文搜索。 展开更多
关键词 量子同态加密 密文搜索 可信服务器 密钥更新算法 IBM量子模拟器
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基于量子同态加密的安全两方线段求交协议
7
作者 刘白 邱书品 +1 位作者 张俊 张明武 《北京邮电大学学报》 CSCD 北大核心 2024年第6期50-56,共7页
安全两方线段求交是多方安全计算中计算几何问题的一个重要分支,通过解决安全两方线段求交问题可扩展应用到多边形面积的隐私计算和凸包交集隐私计算等领域,具有很高的研究及应用价值。在经典计算中,已有基于计算困难性原理提出了多种... 安全两方线段求交是多方安全计算中计算几何问题的一个重要分支,通过解决安全两方线段求交问题可扩展应用到多边形面积的隐私计算和凸包交集隐私计算等领域,具有很高的研究及应用价值。在经典计算中,已有基于计算困难性原理提出了多种解决方案,但这些方案都无法抵御未来可能的量子攻击。对此,提出了基于量子同态加密的安全两方线段求交协议,计算过程由半可信的第三方计算中心完成。在整个协议过程中,两方线段的隐私信息得到了保护。最后,协议应用到具体实例后通过外部和内部攻击对其进行安全性分析。实验结果表明,所提协议具有安全性和可靠性。 展开更多
关键词 量子同态加密 计算几何 安全多方计算 两方线段求交
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基于旋转算子的非交互式量子同态加密方案
8
作者 王烁林 尚涛 刘建伟 《中国科学：物理学、力学、天文学》 CSCD 北大核心 2023年第4期1-9,共9页
量子同态加密是量子密码学的一个重要分支,它可以直接对密文量子态进行计算,同时保证计算的正确性和数据的安全性.对量子门T进行量子同态加密会产生额外的相位门S,如果不消除该错误则不能得到正确的输出.使用量子门隐形传态可以非交互... 量子同态加密是量子密码学的一个重要分支,它可以直接对密文量子态进行计算,同时保证计算的正确性和数据的安全性.对量子门T进行量子同态加密会产生额外的相位门S,如果不消除该错误则不能得到正确的输出.使用量子门隐形传态可以非交互地消除相位门错误,但是增加了解密复杂度.本文利用旋转算子实现了T/T?门的量子同态加密,提出了非交互式量子同态加密方案.该方案解密复杂度为O(1),加密复杂度为O(N),其中N是量子线路中量子门的数量.本文证明了该方案是信息论安全的以及能够实现对任意量子线路的量子同态加密,并且在IBM Quantum Experience上实现了对Toffoli门分解线路的量子同态加密. 展开更多
关键词 量子同态加密 量子一次一密 旋转算子
原文传递
基于量子非线性函数的量子混淆方法 被引量：1
9
作者 潘楚月 尚涛 刘建伟 《密码学报》 CSCD 2023年第3期506-516,共11页
混淆是一种通过对函数功能加密来保证通信安全性的新型加密方法.量子混淆衍生于经典混淆,利用量子比特加密线路或函数的功能从而保护线路信息.在对量子混淆所加密的函数方面,非线性混淆理论仍需要深入研究.本文结合量子非线性函数和混... 混淆是一种通过对函数功能加密来保证通信安全性的新型加密方法.量子混淆衍生于经典混淆,利用量子比特加密线路或函数的功能从而保护线路信息.在对量子混淆所加密的函数方面,非线性混淆理论仍需要深入研究.本文结合量子非线性函数和混淆理论,明确定义了量子幂函数,根据量子隐形传态基本原理和所混淆函数的功能,提出基于量子非线性函数的量子混淆方法,设计量子混淆器和量子解释器线路,证明其在随机预言模型下的可混淆性.提出了量子非线性函数混淆在同态加密中的密码学应用,证明其满足不可区分安全性. 展开更多
关键词 量子混淆 量子非线性函数 量子同态加密
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