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申请/专利权人：重庆邮电大学

摘要：本发明涉及量子通信和量子密码学领域，具体涉及一种基于连锁CNOT门和旋转算子的量子数字签名协议；包括：一个可信的密钥分发中心Trent将协议所需密钥生成后分发给两个参与者，消息签名者通过原始消息与加密后消息的旋转操作生成量子数字签名，整个签名方案的各方都拥有部分随机参数，整体方案的安全性通过量子密码与随机性得到保证；本发明避免了多量子纠缠态的使用，对协议参与者的量子资源制备能力要求维持在较低的水平；采用的加密方式为CNOT门和H门对量子信息进行位操作；签名方式基于旋转算子，对待签名信息与公钥进行旋转操作完成签名，二者均不需要过高的量子计算能力，有效降低参与者量子计算能力的要求。

主权项：1.一种基于连锁CNOT门和旋转算子的量子数字签名协议，该协议包括一个可信的密钥分发中心Trent和2个参与者：Alice与Bob，其中假设Bob作为消息签名方，Alice作为签名验证方。所述协议包括以下步骤：S1.初始阶段：Bob将n比特经典消息M编码成n量子比特的量子状态∣M，∣M如下： S2.密钥生成与分发阶段：在Bob或Alice向Trent发起通信申请后，Trent生成私有消息加密密钥K1，K2并分发，它们由Alice与Bob共享；同时Trent生成签名算法私钥和公钥密钥对，并将私钥发送给Bob，公钥发送给Alice，Alice公布她的公钥，并且Bob对私钥保密。S3.消息加密阶段：消息签名方Bob通过连锁CNOT运算对量子消息进行加密。使用密钥K1对∣M加密生成，然后，根据Alice和Bob共享的私有密钥K2，Bob在经典密钥元素K2i,i＝1,…,n的控制下，对状态∣M′应用H门，在消息加密过程完成后Bob获得一个2n个量子比特的待签名的量子比特信息串∣ψ＝∣∣M||∣M″。S4.签名阶段：Bob对2n个量子比特的待签名的量子比特信息串∣ψ＝∣∣M||∣M″按位进行签名操作，重复2n次后获得整体的量子数字签名∣S,∣S如下： Bob获得将要传送的密文的量子态、加密后消息与量子签名的量子消息合集∣A＝∣M,∣M″,∣S发送给Alice。S5.加密消息验证阶段：Alice收到量子消息∣A后，对∣A中的∣M″进行解密，使用密钥K2进行第一次解密使用密钥K1进行第二次解密在与原消息进行对比验证后若加密消息得到确认，继续进行接下来的签名验证，若消息已经遭到攻击，立刻中止验证过程，并向Bob发送加密消息验证失败的验证结果。S6.签名验证阶段：在加密消息得到验证后进行签名验证。若Bob签名得到验证，Alice将验证结果返回；若签名验证失败，Alice中止签名验证过程，并通知Bob验证失败的验证结果。

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权利要求：

百度查询： 重庆邮电大学 一种基于连锁CNOT门和旋转算子的量子数字签名协议