分享经典信息的量子秘密共享研究

Quantum secret sharing(QSS), which is an important kind of quantum cryptography protocols, is aimed to sharing a secret message among multiparty, by virtue of the quantum resources. There are two kinds of quantum secret sharing: one is sharing classical messages, the other is sharing quantum messages (quantum states) using quantum technology. In comparison with QSS of quantum information, QSS of classical information is more closer to practical application. However, the security analysis for QSS of classical information is quite imperfectly. The aim of this proposal is to continue our study on security analysis method for QSS of classical information, and then to design a secure QSS protocol, which is liable to realize. Firstly, we will research on the intercept resend attack, entangle measure attack, collusion attack, and so on. At the same time, we will seek the strategies to resist these attack methods. Secondly, based on the security definition and security proof method of quantum key distribution, we will study the security definition and security proof method of QSS. Lastly, according to the findings of security analysis, we will propose secure and realizable QSS protocol.

量子秘密共享是借助量子资源实现多个用户共享经典信息或者量子信息的过程，是一种重要的量子密码协议。量子秘密共享分两类：一类是用量子方法分享经典消息，另一类是用量子方法分享量子消息（量子态）。分享经典信息的量子秘密共享更接近实际应用，研究者已经提出了许多协议，国内外多个研究小组也完成了实验验证，但是，针对这类量子秘密共享的安全性分析还比较滞后。本课题拟继续研究分享经典信息的量子秘密共享的安全性分析方法，并在此基础上设计出安全且易于实现的量子秘密共享协议。我们将首先研究不诚实参与者的截获-重发、纠缠-测量、合谋等攻击方法对量子秘密共享协议的威胁，寻求能够抵抗这些攻击的编码与变换方法、窃听检测方法；其次，在量子密钥分配协议信息论安全定义和证明方法的基础上，研究量子秘密共享协议的信息论安全定义和证明方法；最后，根据安全性分析的结果，提出安全且易于实际实现的量子秘密共享协议。

量子秘密共享是借助量子资源实现多个用户共享经典信息或者量子信息的过程，是一种重要的量子密码协议。与分享量子信息的量子秘密共享相比，分享经典信息的量子秘密共享更接近实际应用，但是，针对这类量子秘密共享的安全性分析、后处理环节的实现方法等方面的研究还比较滞后。本课题研究分享经典信息的量子秘密共享的安全性分析方法，并设计量子秘密共享的经典后处理方法。我们首先给出了YGL 量子秘密共享协议的纠缠-测量攻击方案和LS 量子秘密共享协议的个体参与者攻击方案；其次，提出了量子秘密共享协议的信息论安全定义和信息论安全模型，证明了KKI量子秘密共享协议的信息论安全性，并给出其安全秘密共享率，这说明KKI协议是一个信息论安全的量子秘密共享协议；随后，提出了一种基于量子CSS码的量子秘密共享方案；最后，设计了一种安全且易于实现的多方纠错方法，以使量子秘密共享各方能够分享相互匹配的秘密信息。本课题的研究结果能够为量子秘密共享协议的设计和安全性分析提供理论指导和技术支持，为量子秘密共享的实际应用奠定理论基础。在项目资助下，共发表SCI收录论文7篇。项目组成员获得1项军队科技进步一等奖。项目培养博士后2名，硕士研究生5名，本科生10名。