【摘 要】
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近年来,随着量子计算的快速发展,量子安全多方求和作为量子计算的研究分支受到广泛的关注。量子安全多方求和源于经典安全多方求和思想,都是研究多个参与者协同完成求和任务
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近年来,随着量子计算的快速发展,量子安全多方求和作为量子计算的研究分支受到广泛的关注。量子安全多方求和源于经典安全多方求和思想,都是研究多个参与者协同完成求和任务。而随着量子计算算法的出现,经典安全多方求和中依靠计算复杂性保障隐私数据安全性的优势将不复存在。因此,将经典安全多方求和向量子领域拓展成为一种必不可挡的趋势。为了解决现有量子安全多方求和计算协议中空间维度限制和计算效率问题,本文提出了两个量子安全多方求和协议,一个是高维量子安全多方求和协议,另一个是高维量子安全多方函数计算协议。本文主要的研究内容如下:1.针对目前大多数现有的求和协议仅仅限制在低维的量子空间中执行量子计算,并不满足向高维量子空间拓展的要求,本文提出了一个适用于高维量子空间下的多方求和计算协议。该协议利用高维量子门和拉格朗日酉算子实现多个参与者的求和计算并且保证输入的隐私性,采用树形传输模式进行粒子的传输。安全分析表明,所提出的协议除了能够抵抗常见的攻击方法之外,还能抵抗伪造攻击。一方面,从理论层面证明了协议的正确性;另一方面,运行仿真实验进一步验证了协议的正确性。2.针对目前大多数现有的多方计算协议存在资源消耗过大或者计算效率过低的问题,本文提出了一个高维量子安全多方函数计算协议,该协议将拉格朗日酉算子和Shamir(t,n)门限思想相结合并采用环形传输模式进行粒子传输。安全分析表明,所提出的协议能够抵抗截获-测量攻击、截获-重发攻击、纠缠-交换攻击、纠缠-测量攻击和合谋攻击。性能对比与分析表明,与其他现有类似协议相比,本协议具有更高的计算效率或更低的资源消耗。最后通过正确性证明和仿真实验证明了协议的正确性。综上所述,本文所提出的两种协议都满足在高维量子空间中进行计算的要求,并且相比于同类型的量子多方计算协议,提高了计算效率或减少了资源消耗等问题。
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