● 摘要
计算机在各个领域内的广泛应用以及计算技术飞速发展,使得安全问题称为整个计算机领域内几个最为重要的问题之一。网络技术在商务上、军事上等方面的应用,给合作计算带来了无穷的机会。所谓合作计算,就是牵涉到两方甚至多方的协同计算。而合作算法,则是人们根据每一方不同的输入而相互合作处理任务的算法。当这些算法用于互不信任的参与者之间时,如何在计算的过程中保密,就成为一个很关键的问题,多方保密计算就是在这种情况下诞生的。
多方保密计算是密码学研究的一个重要领域,并且和零知识性的概念密切相关,通常是参与计算的双方或者多方在没有可信的第三方的情况下联合计算一个函数。例如,协议的参与方分别拥有自己的私有数据,每一个参与者想要利用这个变量来计算一个公共函数的值。多方保密计算就是要保证在计算的过程中任何一个参与方除了获得函数值外,无法从F的计算中得知更多的信息。
如果多方保密计算以量子力学的方式实现,则将其称为量子多方保密计算。量子多方保密计算将量子信息技术的优秀的特性引入到多方保密计算的概念中,大大提高了安全性和通信的效率。虽然大部分学者认为在量子信息中无条件的比特承诺是不存在的,但考虑到量子图灵机也会面临NPC困难问题,据此可以设计具有计算安全性的量子多方保密协议。
本文主要对多方保密计算问题和密钥的盲产生问题进行了研究,首先研究集合相交问题的多方保密计算,接着研究用量子密码的方式实现两方计算的安全问题。除此之外,在集合相交问题的解决方案上,采用GUC安全模型进行研究,而对于两者间安全的量子计算,采用了ADQC模型,并加入了一个辅助的量子比特,提高了计算的安全性。总的来说,本文的创新之处体现在如下方面:
Ÿ 对于集合相交问题的多方安全计算,主要采用基于匿名基于认证的加密IBE(identity-based encryption,)方案和它的密钥盲生成技术来进行的一般化的构造。这个构造在标准模型上满足GUC安全,并且效率在可接受的范围内。此外,基于匿名Boyen-Waters IBE方案有效实例提出了用户私钥的盲生成协议。
Ÿ 本文应用量子隐形传态型进行计算,从Broadbent等的通用盲量子计算(universal blind quantum computation)入手,实现了辅助驱动型通用盲量子计算,并给出了该用于计算方式的协议。协议的实现,能够增强Anders等人的辅助驱动型量子计算的计算能力,并且能够保证参与计算的任何一方都不能获得另一方的保密信息。本文我们不考虑对量子纠缠态的操作,而选用两量子比特进行测量。
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