量子安全的不经意传输协议研究

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不经意传输(Oblivious Transfer, OT)协议作为一种重要的密码学基础协议,是密码学中实现隐私保护的关键技术之一。目前OT协议的研究面临两方面问题:第一,现有的OT协议大多是建立在基于大整数分解问题和离散对数问题的公钥密码算法之上,而这两类公钥密码算法在量子攻击下都可以在多项式时间内被攻破,即不具有量子安全性;第二,多个接收者OT协议是对单个接收者OT协议的一般性扩展,但已有的多个接收者OT协议需要可信第三方的参与,极大地限制了OT协议的推广及应用。鉴于此,本文以量子安全的多个接收者OT协议为研究对象,主要进行了以下工作:  1.通过引入一个特殊的二进制矩阵,基于McEliece公钥密码体制设计了一个量子安全的单个接收者OT协议;此外,基于格密码和错误学习(Learning withErrors,LWE)问题设计了一个量子安全的单个接收者OT协议,并用数学方法证明了协议的正确性。  2.分别将上述两类协议扩展设计为具有量子安全的多个接收者OT协议,协议无需可信第三方参与,接收者之间无需信息交互;与已有多个接收者OT协议相比,量子安全的多个接收者OT协议消除了对接收者数量、每位接收者选择信息的数量以及接收者接收次序的限制,适用范围更加广泛。  3.以量子安全的多个接收者OT协议为基础,设计了两类适用于私有信息检索系统的多用户查询算法,算法无需可信第三方的参与,并保证了用户之间的公平性和所有参与者的隐私性。  理论分析表明,本文设计的OT协议不仅具有量子安全性,还能够有效地解决多个接收者OT协议中需要可信第三方的问题。在多个接收者OT协议中引入多播通信,降低了通信的轮复杂度,提高了协议的执行效率。
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