量子盲签名协议设计及其在个人征信隐私保护中的应用

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量子计算对经典密码体制产生了巨大的影响。数字签名作为密码学的重要分支,在未来的量子计算环境中也面临着严峻的安全性问题。因此研究基于量子物理特性的数字签名方案是量子密码学中的重要内容。本文主要研究量子盲签名方案及其应用,分析了量子仲裁盲签名的特殊性,提出了一种新的量子盲签名协议分类的方法,并指出目前量子盲签名追溯性问题依赖于可信的第三方。本文提出了 4个量子盲签名协议,并设计了2个基于量子盲签名方案的个人征信方案。论文主要工作如下:量子仲裁异步盲签名协议:现有的量子仲裁盲签名协议一般采取先盲化后签名的工作流程,对于盲签名追溯性问题的讨论几乎被忽略。本文提出了一个基于四粒子GHZ态的公平量子异步盲签名协议,实现了四方签名与独立的盲签名验证,此外添加了可追溯性因子,使得签名者在不需要仲裁的协助下就可以独立完成对该盲签名的追踪。同时本文还提出了一个基于单粒子的量子异步盲签名协议,该协议物理实现简单,并且在该协议中限制一定条件下,盲化操作与签名操作可以交换次序。本文分析表明了这两个量子异步盲签名协议的不可伪造性、不可抵赖、盲性、可验证性和(不可)追溯性。量子仲裁同步盲签名协议:现有的量子仲裁盲签名协议均为异步盲签名协议,本文提出的两个量子仲裁同步盲签名协议盲化操作和签名操作可以同时进行,签名者无需接触编码明文(盲文)的粒子序列,因此可以简化盲化操作,提高签名工作效率和安全性。本文提出一个基于四粒子Cluster态的量子仲裁同步盲签名协议和一个基于纠缠换的量子仲裁同步盲签名协议,并分析表明了这两个同步盲签名协议的不可伪造性、不可抵赖、盲性、可验证性和(不可)追溯性。进一步将量子盲签名应用于个人征信隐私保护方案中,根据具体的应用背景,提出了一个基于Bell态的量子个人征信隐私保护协议,实现了不信任双方的保密信息考核,其中半信任的第三方能独立进行计算考核结果。同时还提出一个基于单粒子态的量子个人征信隐私保护协议,该协议物理实现相对简单。以上两种方案均被分析表明了协议的正确性,并抵抗不诚信参与者及半信任第三方的参与者攻击。
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