密钥共享体制新理论及其应用研究

量子秘密分享以及图像的可视秘密分享已成为密钥管理领域研究的新热点。量子秘密分享是经典的秘密分享方案与量子力学原理相结合的产物，其做法是将量子信息(量子位)分成几个部分，使得任何一个单独部分的拥有者都不能有效地得到原来的完整信息。项目的研究内容主要有：利用量子纠缠态对单量子位提出新的量子秘密分享方案；推广已有的量子秘密分享方案，对多量子位进行量子秘密分享；利用已有的量子纠错码建立（k，n）量子门限密码体制；利用QCE辅助量子秘密分享方案的设计，建立起适当的试验模型。目前对单密图和对多幅密图(k,k)可视秘密分享的研究已得到了一系列的结果，但对二值图像的像素膨胀和相对差的优化可视秘密分享方案仍有很大讨论空间，而且彩色图像的一般存取结构（包括多密图的（k,n）组合）的扩展可视密存研究，以及线性秘密共享体制与可视秘密共享体制之间是否具有一定的对应关系，这些问题仍然是具有挑战性的研究。

本项目按计划执行，前期做一些可视密码学的研究，中后期项目组的研究兴趣在量子密码学上，以量子秘密共享理论为主要研究内容展开，并逐步拓广了对量子密码学研究的宽度，达到了预期的研究目标，圆满完成了本项目的研究工作。 . 撰写了关于量子密码学的综述论文，总结了最新量子密钥分发和量子秘密共享的理论研究结果；发现已有的基于GHZ态的量子秘密分享方案不能抵挡参与者的“截获——重发”攻击，基于Bell态提出了一种新的量子秘密共享方案，所提方案具有实现效率高，防止内部成员欺骗以及外部窃听者窃听的优势；提出了一种新的基于纠缠交换的可验证量子秘密共享协议，该协议不仅能够阻止外部窃听，还能够防止内部不诚实参与者的欺骗，在多方（大于三方）秘密共享的情况下，还可以防止典型的不诚实两方合作欺骗；提出了一种可控量子隐形传态方案的身份认证方法，能有效解决假冒身份攻击；利用一般GHZ态，设计了一个在由多方控制的量子网络中进行可控量子隐形传态的方案；讨论了有限长度密钥情况下测量设备无关的量子密钥分发协议的安全性分析，在相对频率的统计波动下得到最终密钥率的下界；析取函数可以提取量子随机数，程序实现了Toeplitz-hashing和Trevisan析取函数，讨论了其生成速度并通过了三个随机数测试条件；利用纠错编码理论获得了一种简明的组合设计方法，该方法可用于析取函数的设计，其中参数的界要优于Nisan-Wigderson析取函数。. 利用有界框的方法提出了一种可验证的可视秘密分享方案；基于对称数字水印技术提出了一种可视秘密分享方案，方案中的每个成员通过抽取水印来验证其他成员所提供的子秘图像是否合法；通过引入可信第三方，提出了一种防欺骗的可视密码方案，该方案解决了分发者和参与者的不诚实问题，提高了可视密码方案实施的安全性。. 定义了两类环上二次剩余码，这类环上二次剩余码与有限域上的一样，具有良好的对称性质，并讨论了其扩展码的自对偶性质及最小重量问题；对流密码HC_256算法进行了改进，在HC_256 中加入完全随机排序算法，对表P 和表Q 进行扰乱，用变化的表代替固定的S盒，有效地防御了访问驱动cache攻击；利用AES的密钥扩展算法改进了流密码LEX算法的密钥采用方案，改进后算法能够有效地抵抗滑动攻击。