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量子代理签名方案研究

周景贤  
【摘要】: 随着计算机网络技术的发展,信息安全问题日益突出。数字签名技术,因其能提供消息的完整性、认证性和不可否认性,从而被广泛的应用于军事、通信、电子商务和电子政务等领域。量子密码学的两个基本特征-无条件安全性和对窃听的可检测性,与建立在复杂数学计算基础上的传统加密法相比,它在理论上是“绝对安全”的,在信息交流日益频繁的今天具有广阔的应用前景和重大的科学意义。本文紧跟量子密码领域的前沿热点课题,对量子代理签名方案进行了研究,主要成果及创新体现在以下几个方面: 1.研究了单用户量子代理签名方案。 1)随着量子力学研究的不断深入,光子态制备技术也日趋完善。本文基于EPR光子对提出了 一个代理签名方案。方案是根据两光子的纠缠特性对量子比特串进行签名和验证;2)对未知量子态的签名相当于经典密码体制中对消息的盲签名,有很高的研究价值。提出了一个针对未知量子态的量子代理签名方案。方案的特点是利用代理证书来制备对应的量子态,从而生成对消息有效的代理签名;3)秘密共享因其巨大的应用价值,一直是密码界研究的热点。提出了一个基于秘密共享的量子代理签名方案,其特点是利用秘密共享的思想来对签名消息进行分割,一部分用于生成代理签名,一部分用于签名的验证; 2.研究了门限代理签名方案 基于Shamir的门限共享思想,提出了一个量子门限代理签名方案。利用此方案,只有代理签名用户达到或超过门限值才能生成有效的代理签名。方案原理简单,其安全性由量子指纹函数来保证,且有很高的效率; 3.研究了量子代理多重签名方案 代理多重签名因其应用广泛,一直以来也备受关注。在量子密码学中,由于密钥只能以共享的形式生成,所以各类签名的有效性只能由指定的验证人来验证。提出了一个可公开验证的代理多重量子签名方案,利用幺正变换的性质,解决了量子签名必须由指定验证人才能验证的问题; 4.研究了量子多重代理多重签名方案 在多用户条件下,对量子代理签名体制进行了深入的研究。提出了一个量子多重代理多重签名方案。该方案利用两量子态混合测量结果的概率性来保证其安全,它的特点是不受签名用户数量的限制,适合一份文件必须由全体代理人签名才有效的场合。 另外,文中提出的所有方案,在各个阶段均需对上一阶段的结果进行验证,从而摆脱了对仲裁的依赖,不需要可信中心。


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