【摘 要】
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随着量子信息和量子通信技术的飞速发展,量子认证作为量子密码学中的重要研究领域,在人们的生活中扮演着至关重要的角色,也是众多学者的研究热点之一.量子认证的研究主要包括量子身份认证、量子消息认证、量子实体认证等方面,其中量子身份认证作为量子认证中一个重要研究方向,在保护量子通信安全方面具有重要的理论价值和广泛的应用场景.然而,量子身份认证要求在通信过程中参与者都能够以某种方式操作量子位,即所有参与者都
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随着量子信息和量子通信技术的飞速发展,量子认证作为量子密码学中的重要研究领域,在人们的生活中扮演着至关重要的角色,也是众多学者的研究热点之一.量子认证的研究主要包括量子身份认证、量子消息认证、量子实体认证等方面,其中量子身份认证作为量子认证中一个重要研究方向,在保护量子通信安全方面具有重要的理论价值和广泛的应用场景.然而,量子身份认证要求在通信过程中参与者都能够以某种方式操作量子位,即所有参与者都具备量子能力,但是在现实生活中这种要求过于苛刻,现有的量子设备不仅携带不便而且价格过于昂贵,导致大部分参与者都不具有完全的操控量子位的能力.因此如何设计安全有效且可以减少参与者的量子负担的身份认证协议,成为目前较为热门的研究问题之一.本文主要研究成果和贡献如下:首先,本文提出了基于Greenberger-Home-Zeilinger（GHZ）态的半量子双方身份认证协议,它可以有效防止非法的不诚实参与者获得合法身份.该协议引入了一个量子第三方对参与者的密钥进行集中管理,使得两个半量子参与者在他的帮助下可以同时实现双方身份认证.安全性分析表明,该协议能够抵抗假冒攻击、截获重发攻击、纠缠附加攻击和特洛伊木马攻击.另外,该身份认证协议占用更少的量子资源而且效率更高,在量子通信中具有更好的实际应用性.其次,本文提出了基于经典可信第三方的量子多方同时身份认证协议.在该协议中,认证者和被认证方是具有量子能力的半诚实参与者,而第三方是经典的半诚实参与者.在经典第三方的帮助下,一个量子认证方和多个被认证方可以同时实现双向身份认证.该协议减少了参与者的量子负担,更符合在实际情况下的身份认证.通过进一步的安全分析发现,该量子身份认证协议在理想条件下具有无条件安全性.
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