安全多方量子計算基礎(chǔ)協(xié)議的研究.pdf

1、量子信息技術(shù)與安全多方計算技術(shù)分別是物理學與計算機科學中的熱門研究領(lǐng)域。前者是信息科學與物理科學相互融合產(chǎn)生的新興交叉學科，它把量子力學的基本原理應用于計算、通信和密碼學等領(lǐng)域，形成量子計算、量子通信和量子密碼學三個分支。量子信息技術(shù)在運算速度、通信效率、安全性等方面均有優(yōu)于或遠遠優(yōu)于傳統(tǒng)信息技術(shù)的表現(xiàn)。后者可以說是密碼學的新方向，安全多方計算是現(xiàn)代密碼學中重要的、成果豐富的研究領(lǐng)域。其主要功能是可以完成下面的計算任務：在一個互不信任的

2、多用戶網(wǎng)絡中，各用戶能夠在不泄漏各自私有輸入信息的前提下協(xié)同合作以獲得某個函數(shù)的計算結(jié)果。安全多方計算在金融、軍事、政治、醫(yī)療等領(lǐng)域都有廣泛的應用前景。本文的主要研究內(nèi)容包括： 1) 系統(tǒng)研究了安全多方計算基礎(chǔ)協(xié)議的特性，以基礎(chǔ)協(xié)議為底層構(gòu)造更復雜的協(xié)議和應用。 2) 深入研究了量子計算和量子信息技術(shù)，特別是與構(gòu)建安全多方量子計算基礎(chǔ)協(xié)議相關(guān)的技術(shù)。 3) 構(gòu)建安全多方量子計算的基礎(chǔ)協(xié)議簇，并探索其應用的可能性。

3、 4) 研究量子環(huán)境下關(guān)于安全協(xié)議的可靠、完備的證明方式，特別是對于協(xié)議的抗攻擊性與抗竊聽的分析與證明。 本文取得了一定的研究成果，主要包括： 1) 構(gòu)建了量子計算環(huán)境下的一系列安全多方計算基礎(chǔ)協(xié)議。特別對于密鑰分配、茫然傳送這些經(jīng)典的安全雙方計算方案給出了多個各具特色的不同協(xié)議，使得它們在不同的場景中有著針對性的應用，從而獲得更好的安全性、便利性、容錯性等特點。 2) 在量子信息技術(shù)的貢獻方面，對于確定

4、性測量的效率問題，本文給出了嚴格的數(shù)學推導，獲得了最優(yōu)測量效率的相關(guān)結(jié)論，并將之應用到相關(guān)的基礎(chǔ)協(xié)議構(gòu)建與安全策略方面去。 3) 針對量子比特承諾，本文構(gòu)建了新的承諾模型，該模型在博弈論、匿名通信、三方或多方計算方面有著重大的應用價值。基于該模型，本文給出經(jīng)典環(huán)境和量子環(huán)境中都實用的承諾協(xié)議，其無條件安全性也得以保障。 4) 在量子安全協(xié)議的安全性證明方面，本文基于一些大數(shù)定律與概率論的相關(guān)定理，對相關(guān)協(xié)議的安全性給出了