量子保密信息检索及其应用研究

Quantum private information retrieval is an important issue in the research field of quantum cryptography and information security. Some problems in quantum private retrieval and its application will be studied in this project by the way of combining the new quantum cryptography theory and classical information retrieval technology. The research emphasis focus on the following aspects: firstly, the security analysis and improvement of the present quantum private information retrieval schemes will be studied, and new ingenious attack strategies will be given by applying quantum specialties and quantum information priciples in the cryptanalysis of quantum private information retrieval; secondly, the design, analysis and security proof of information-theoretically secure quantum private information retrieval schemes with multisevers will be studied; finally, the existence of information-theoretically secure quantum private information retrieval schemes with a single sever will be studied. The expectant research achievements will provide the theoretical foundation and algorithmic support for the next development of quantum private information retrieval, and theoretical reference for other relevant quantum cryptographic protocols.

量子保密信息检索是量子密码学和信息安全研究领域的一个重要问题。本项目拟采用将量子密码新理论和经典保密信息检索技术相结合的方法，研究量子保密信检索及其应用中存在的若干问题。重点研究以下几个方面的问题：已有量子保密信息检索方案的安全性分析及改进，将多种量子特性和量子信息原理应用于量子保密信息检索方案的密码分析技术中，提出新的密码攻击手段，并给出改进方案；研究信息论安全的多服务器量子保密信息检索方案的设计、分析以及安全性证明理论；研究信息论安全的单服务器量子保密信息检索方案的存在性。预期研究成果将为量子保密信息检索的进一步研发提供理论基础和算法支持,并为其它相关量子密码协议的设计、分析和安全性证明提供理论参考。

量子保密信息检索是量子密码学和信息安全研究领域的一个重要问题。本项目采用将量子密码新理论和经典保密信息检索技术相结合的方法，对量子保密信息检索方案的设计、分析和安全性证明等相关问题进行了研究，按计划顺利地完成了研究目标和任务，先后在《Scientific Reports》、《Physical Review A》和《Quantum Information Processing》等国内外期刊发表并被SCI收录论文11篇，申请国家技术发明专利1项，获河南省自然科学优秀论文奖3项. 取得的主要研究成果包括：基于不均衡态BB84量子密钥分发协议提出了一种实用量子保密块检索方案，并证明了协议的安全性；发现了目前量子数字签名方案存在的一个共同安全漏洞，并利用编码的方法给出了一种有效的解决方法；基于量子反直观QKD提出了一个量子保密检索方案，通过在反直观QKD的装置中添加检测装置的方法使得用户的隐私和数据库的安全都得到了保障，并且方案具有很好的灵活性与可扩展性；分析了量子盲签名、量子秘密分享和电子支付等相关密码协议的安全性，提出了联合攻击、纠缠附加粒子攻击和拒绝服务等攻击策略，并对量子信道中的经典信息认证问题进行了研究．. 在项目取得进展的同时，进一步凝练了学术团队，培养青年研究骨干2名，课题负责人获河南省科技创新杰出青年、河南省高校科技创新人才、洛阳市优秀科技杰出人才、洛阳市学术技术带头人、洛阳市十大优秀青年等奖励和荣誉称号，并被选为中国通信学会第五届青年工作委员会委员．