关于量子多重代理盲签名协议的研究

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在信息化社会的今天,人们通过网络实现全球的资源共享与交互信息,人类的日常活动大多都需要依赖网络系统,为了保证在网络条件下信息传输的安全,信息保护一直是人们亟待解决的重要任务。在现代密码学的体制下,因为数字签名能够有效的保证信息真实性、可认证双方的身份性,这使得它成为信息保护的关键技术,在信息安全领域占举足轻重的地位。然而从物理角度和数学角度两方面来看,现有的经典数字签名并不能被证明是无条件安全的,随着人们日益增长的安全需求,经典的数字签名方案开始变得不够安全。量子密码基于其无条件安全性和可检测性的特征,受到各个学术界的广泛关注,以量子特性为基础的签名方案引起了人们的极大兴趣。为了满足人们的安全需求以及提高信息传输过程中的安全性,研究者们开始研究以量子特性为条件的量子签名。本文根据代理签名者的签名顺序的不同,结合多重代理和盲签名两类特殊签名的性质,利用量子的基本特性,改良出能够应用在不同场景的两类量子多重代理盲签名协议。现在分别来介绍这两类协议:1、当代理签名者需要进行有顺序的签名时,这类签名称为有序多重代理签名。在整个签名协议过程中,我们利用密钥的无条件安全性来提高盲化消息的安全性,将盲化信息编码成量子态形式的单粒子序列,通过简单的酉操作对单粒子序列进行变换实现授权、签名过程,验证者只需对签名后的单粒子序列进行测量即可。整个过程实施简单,不需要制备多粒子纠缠,测量次数也无需多次,整个协议通信成本较低,提高了协议效率。在盲化消息这一阶段中,可以根据现实情况进行改变,相较于已有的多重代理签名方案中签名人人数增减的局限性,本协议可以很好地解决代理签名人的人数增减,这两点使得协议更加灵活,适用范围更广。通过实例分析,更好的说明协议的具体过程。协议描述后,我们分别从协议的盲性、不可伪造性以及不可否认性几点签名必须满足的条件中进行解释说明该协议的安全可行性,通过安全性分析的结果表现,该协议是安全可行的,能抵抗常见的量子攻击,该协议在电子文件签署等方面有很好的应用价值。2、当代理签名人的签名顺序无限制要求时,这类签名叫做广播多重代理签名。与现有的多数代理签名协议不同,在整个协议过程中,该协议无需借助量子纠缠态进行量子离物传态,而是利用量子单向函数和量子交换测试电路图即可保证协议的安全性,盲化信息的安全性由密钥的无条件安全性及信息分割保证,从门限角度借助Shamir门限秘密共享思想,建立门限密钥。盲化信息、门限密钥这两点能更好的保证协议的盲性及安全性;信息分割使协议的适用范围更广。最后通过一般的安全分析模式对协议进行讨论,从协议的盲性、不可伪造性以及不可否认性等必须条件分析,结果表明协议的安全性和可行性均得到实现。该协议能够很好地使用在隐私保护、多人电子选举以及多人电子投票等实际情况中,具有很好的应用价值。
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