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重庆师范大学硕士学位论文中文摘要

基于纠缠态的两类量子秘密共享方案研究与设计

摘要

信息安全在互联网经济时代具有重要地位，人们每天在衣食住行方面都会产

生大量的数据信息。但随着分布式算力的快速升和量子计算的发展，以往依赖

数学难解性的加密技术受到了前所未有的威胁。因此，迫切需要一种能够无条件

保障信息安全的密码体系。作为量子密码学重要分支的量子秘密共享，其依赖了

量子力学的基本原理为秘密信息的传输供了可靠的安全保证。

本文对量子秘密共享进行了研究，分别针对量子秘密共享中恢复秘密信息的

灵活性问题，以及量子秘密共享方案的实用性进行改进。在不同场景中参与者可

能存在分层结构，参与者优先级有所不同。导致部分想要获得秘密信息的合法参

与者无法联合通信。在实用性方面，受量子器件和量子载体制备难度较大的限制，

秘密信息的分发者，即代理，可能面临生成量子载体效率低的问题。参与者也很

难完全拥有量子能力，导致实用性不高。因此，为了更好使得秘密共享过程在灵

活性和实用性两个问题上得到改进，本文的研究主要设计了以下两个不同的量子

秘密共享方案：

(1)基于单粒子纠缠态的门限秘密共享，利用门限阈值的存取结构来增加参与

者在集合中的灵活性，同时，结合中国剩余定理的分割特性和恢复特性，以分割

和恢复秘密。将单粒子纠缠态的量子序列作为信息的载体分发给参与者，通过插

入其中的诱饵粒子来检测窃听行为。因此，合法的参与者可以通过经典信道即可

获得自己部分信息，与其他合法参与者联合使用中国剩余系统模型来恢复全部秘

密信息。

(2)基于Bell态纠缠交换的秘密共享，该方案利用了Bell态的纠缠交换性质，

当纠缠对中进行了单一粒子的测量行为，会导致另一粒子的状态改变。方案中的

每个参与者相互共享纠缠对，多个参与者形成环形的共享状态。在分发秘密信息

前，代理前执行任意的酉操作，每种操作对应了一种编码规则。在恢复阶段，

合法的参与者通过联合测量来推出代理所执行的酉操作，从而获得秘密信息。由

于参与者只进行测量操作，因此，方案有效地缓解参与者在通信中的计算能力。

关键词：量子秘密共享，量子通信，Bell态的纠缠交换，门限秘密共享

I

重庆师范大学硕士学位论文英文摘要

ResearchandDesignofTwoTypesofQuantumSecret

SharingSchemesBasedonEntangledStates

Abstract

InformationsecurityplaysanimportantroleintheeraofInterneteconomy.People

generatealargeamountofdataeverydayintermsoffood,clothing,housingand

transportation.However,withtherapidincreaseindistributedcomputingpowerandthe

developmentofquantumcomputing,encryptiontechnologythatreliedonmathematical

intractabilityinthepasthasfacedunprecedentedthreats.Therefore,thereisanurgent

needforacryptographicsystemthatcanunconditionallyguaranteeinformationsecurity.

Asanimportantbranchofquantumcryptography,quantumsecretsharingreliesonthe

basic