Scientia Sinica Informationis
Multiparty quantum key agreement with identity authentication based on two-direction quantum walks on a circle
Zheng Wang, Jintao Wang, Xia Li, TianYu YE
Abstract
本文提出一种新颖的基于圆上双向量子游走的多方认证量子密钥协商协议,使得N个用户经过相互身份认证后在一个半忠诚第三方的协助下能平等地协商出最终的共享密钥。在该协议中,用户利用双向演化算子对初始量子游走态进行加密并通过诱骗粒子对其他用户进行身份认证,然后其他用户利用全局移动算子对收到的量子态编码自己的私钥。理论上的输出正确性分析和IBM Qiskit量子云平台上进行的量子线路仿真都证实了该协议的输出正确性。该协议仅采用两粒子乘积态而非量子纠缠态作为初始量子资源,且仅需要酉操作和单粒子测量。该协议被证实具备信息论安全性,能抵抗Eve发起的外在攻击,且能抵抗N-1个不忠诚用户发起的共谋攻击。