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题名基于混淆S盒的高维量子同态加密机制
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作者
宋秀丽
周建兵
廖金伟
邓红耀
刘羽
吴涛
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机构
重庆邮电大学计算机科学与技术学院
重庆邮电大学网络空间安全与信息法学院
长江师范学院大数据与人工智能学院
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出处
《密码学报（中英文）》
CSCD
北大核心
2024年第5期1003-1017,共15页
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基金
国家自然科学基金(62376047)
重庆市自然科学基金面上项目(CSTB2023NSCQ-MSX1093)
+1 种基金
重庆市教委科学技术研究计划重点项目(KJZD-K202300603)
河南省网络密码技术重点实验室(LNCT2022-A15)。
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文摘
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.
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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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Keywords
quantum homomorphic encryption
obfuscation S-box
high-dimensional quantum logic gate
set of evaluation operators
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分类号
TP309.7
[自动化与计算机技术—计算机系统结构]
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题名通用的量子同态加密框架
被引量：4
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作者
王育齐
佘堃
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机构
电子科技大学信息与软件工程学院
闽南师范大学计算机学院
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出处
《计算机科学与探索》
CSCD
北大核心
2016年第11期1571-1576,共6页
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基金
国家自然科学基金Nos.61272175
61572109
+1 种基金
福建省教育厅项目No.JA15321
四川省科技支撑计划No.2015GZ0102~~
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文摘
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。
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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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Keywords
quantum homomorphic encryption
quantum homomorphic operator
quantum delegated computation
symmetric quantum encryption
quantum cryptography
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分类号
TP393.04
[自动化与计算机技术—计算机应用技术]
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题名d维(t,n)门限量子同态加密算法的设计与仿真
被引量：6
- 3
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作者
宋秀丽
周道洋
文爱君
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机构
重庆邮电大学网络空间安全与信息法学院
重庆邮电大学计算机科学与技术学院
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出处
《电子学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2020年第5期846-853,共8页
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基金
国家自然科学基金(No.61772098,No.61772099,No.61802039)
重庆市科学技术委员会基础科学与前沿技术项目(No.cstc2018jcyjAX0510)。
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文摘
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.
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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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Keywords
quantum homomorphic encryption
d-dimension
(t,n)threshold
general unitary operator
evaluation calculation
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分类号
TP309
[自动化与计算机技术—计算机系统结构]
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题名d维量子同态加密算法的设计与仿真
被引量：2
- 4
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作者
宋秀丽
周道洋
曹耘凡
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机构
重庆邮电大学网络空间安全与信息法学院
重庆邮电大学计算机科学与技术学院
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出处
《计算机工程与应用》
CSCD
北大核心
2020年第7期109-115,共7页
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基金
国家自然科学基金(No.61772098,No.61772099)
重庆市科学技术委员会基础科学与前沿技术项目(No.cstc2016jcyjA0571)
重庆邮电大学高端人才培养项目(No.BYJS2016002)。
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文摘
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。
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关键词
量子同态加密
d维酉算子
完全混合态
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Keywords
quantum homomorphic encryption
d dimensional operators
totally mixed state
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分类号
TP309.7
[自动化与计算机技术—计算机系统结构]
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题名基于量子非线性函数的量子混淆方法
被引量：1
- 5
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作者
潘楚月
尚涛
刘建伟
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机构
北京航空航天大学网络空间安全学院
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出处
《密码学报》
CSCD
2023年第3期506-516,共11页
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基金
国家自然科学基金(61971021)
航空科学基金(2018ZC51016)。
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文摘
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.
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关键词
量子混淆
量子非线性函数
量子同态加密
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Keywords
quantum obfuscation
quantum nonlinear function
quantum homomorphic encryption
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分类号
TP309.7
[自动化与计算机技术—计算机系统结构]
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