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基于量子纠错码的模糊承诺及其生物认证

陈跃维  
【摘要】:模糊承诺由于可以满足生物特征的模糊性,在生物特征认证中有着广泛的应用。传统的模糊承诺方案都是利用经典编码和经典密码体制构造的。然而,随着量子信息的发展,已经证明了经典的密码算法无法抵抗量子攻击。因此,为了抵抗量子攻击,如何构造量子模糊承诺,成为我们本文的主要工作。 本文的主要工作分为以下几个方面: 首先,本文通过对基于图态构造量子纠错码的一般方法进行讨论,接着讨论了这种方法推广到纠缠辅助纠错码情况下的量子纠错码的构造方法。利用图态方法构造的纠缠辅助量子纠错码,可以得到更大的编码空间或者更好的编码效率。同时,这种方法可以构造出全部的稳定子形式的纠缠辅助量子纠错码,还可以得到奇数个稳定子的码。 接着,先对讨论了基于稳定子码和纠缠辅助量子纠错码的模糊承诺构造方法,接着给出了基于图态量子纠错码和图态纠缠辅助量子纠错码两种模糊承诺。 最后,介绍一种基于量子模糊承诺的生物认证方法,通过证明隐蔽性和绑定性来分析其安全性。 本文在对量子纠错码研究的基础上,给出了几种基于量子纠错码的模糊承诺构造方法,并进一步将量子模糊承诺应用到生物认证中,为构造可以抵抗量子攻击的模糊承诺提供了新的思路。同时,我们给出的基于量子模糊承诺方案的生物特征认证方案具有不直接保存模板的特点,这可以避免由于数据库受到攻击引起的生物特征信息泄露,同时也没有利用生物特征信息作为唯一认证信息,可以降低密钥更换带来的风险,便于密钥管理。


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