双向隐私保护量子投票协议

量子投票协议是利用量子的部分特性设计的电子投票协议.目前的量子投票协议忽略了双向隐私保护,即在保证投票者隐私的前提下,对落选者投票信息的隐私保护.设计了一个六方参与的量子投票协议,应用五粒子纠缠态实现量子代理盲签名,应用半量子秘密比较协议实现票数的秘密比较.前者能够分离投票者身份信息和投票信息以实现对投票者隐私的保护,后者能够秘密比较候选人票数以实现对候选人隐私的保护.设计的量子投票协议以传统量子投票协议为框架,增添了新功能,投票过程安全可靠可监督,协议传统安全性和抗量子性得到了保证,且无过多量子资源的使用,可以实现完整的大基数投票过程.

基于测量设备无关的可认证身份量子投票方案

为解决量子通信过程中的身份认证及协议的可实现性问题,提出一种基于测量设备无关的带身份认证服务器的量子安全直接通信协议,并依据该协议提出一种量子投票方案.所提方案利用测量设备无关的量子密钥分配,完备的量子加密,以及经典的一次一密等技术,不仅理论上确保方案的无条件安全性,而在实际上也避免外部攻击者对测量设备漏洞的攻击.此外,所提方案使用BB84态的弱相干脉冲作为量子资源,仅实施单粒子操作,以及识别Bell态的测量.因此,基于现有技术,所提方案具有良好的可实现性.同时所提方案扩展了身份认证功能,引入比特承诺,使得监票人可以验证投票信息的完整性和正确性.仿真结果和分析表明,所提方案是正确的并具有理论上无条件的安全性,即信息理论安全.相较于现有的量子投票方案,所提方案具有更好的可行性.

基于纠缠相干性的量子投票方案

提出了一个基于3粒子态纠缠相干性的量子投票方案,利用量子力学的物理特性来实现投票、计票和即时监督.此外,方案还采用了量子密钥分配和一次一密算法,克服了传统电子投票协议中普遍存在的计算安全性的局限,具有无条件安全性.

基于单粒子的量子投票方案

提出了一个量子投票方案。投票者利用局域幺正操作进行投票,计票员可根据测量的结果计算出投票的结果。通过对方案的正确性和秘密性进行分析,表明该方案是安全的。而且,与采用N维量子纠缠态的量子投票方案相比,该方案只涉及二维量子态,测量较为简单,这在现有的技术条件下是更易于实现的。

一种基于四粒子GHZ态的安全量子投票协议

结合现实生活中人工投票的实际需求,提出了一种新的基于量子秘密共享的安全投票协议。在该协议中,每一组四重态GHZ中的4个粒子依次分发给投票人Alice、验证人Bob、签名人兼内部审计人Charlie以及外部审计人Trent,Alice测量自己的粒子将投票信息传递出去,Charlie、Bob和Trent通过测量自己的粒子完成签名、验证和审计工作。与以往协议相比,该协议角色全面且都能实质性地参与投票的相关活动,避免了使用复杂的量子指纹函数,技术上易于实现。由于采用了双重监督,选票管理中心内部、外部对选举结果的权威性均高度认同。

试析量子投票模式

对量子投票中的移动式投票和分布式投票进行研究,分别给出了协议的一般性描述和安全性分析。研究表明,在量子资源上,移动式投票的量子态制备较为容易,而在安全性方面,分布式投票由于对某些攻击是免疫的,因此更为安全。

基于受控量子安全直接通信的量子投票协议

基于受控量子安全直接通信(CQSDC),提出了一种GHZ-like态的量子投票协议.在所提协议中,监督员Charlie负责建立GHZ-like量子信道,并监督投票者Alice和计票员Bob的行为.Alice根据投票规则和自己的意愿进行投票.Bob在Charlie的帮助下破译投票结果并对其进行计数.所提协议不需要量子态作为票传输于Alice和Bob之间,只需测量自己拥有的粒子,再将信息通过经典比特传输.与其他量子投票协议相比,所提协议充分利用了CQSDC和纠缠交换的原理,显著提高了投票效率.

基于d维三粒子纠缠态的量子投票表决方案

为了突破2维或3维Hilbert空间限制,本文结合投票表决的实际需求,基于Shamir(t,n)门限思想,提出了一个d维三粒子纠缠态的量子投票表决方案.该方案由投票管理中心、投票群组、监票人和计票人四个实体共同完成投票工作.该方案使用d维量子纠缠态增强了适用性,使用单粒子作为投票载体提升了传输效率.该方案的正确性通过在IBM量子云平台上的模拟仿真得以证实.安全性分析表明,该方案在满足投票方案的安全性需求基础上,能抵抗截获-测量-重发、纠缠测量和伪造攻击.性能分析表明,随着参与人数的增多,该方案比其他相似的投票方案具有更高的量子比特效率.

基于量子傅里叶变换求和的量子投票协议

针对传统电子投票存在用户信息易被窃取,而现有量子投票普遍计算效率较低的问题,提出了一种基于量子傅里叶变换求和与向量编码结合的量子投票协议,各方通过量子傅里叶变换将自己的保密数值以单粒子态的形式纠缠叠加到发起方手中进行投票,并通过向量编码实现对候选者票数的保密排序,由获胜者公布票数及排名。通过IBM提供的量子计算模拟器对协议量子傅里叶变换求和的正确性进行了验证。通过理论分析证明了协议在面对截取-重发攻击、纠缠测量攻击、共谋攻击以及监听方-候选者攻击这4类攻击时均有较好的安全性,且与现有同类型量子投票方案相比,协议的效率较高。

基于d维纠缠态的安全量子投票协议

在投票过程中如何保护投票人的隐私是当前量子投票协议设计中的一个重要研究课题。本研究通过对d维量子纠缠态进行分析,利用其相位可以隐藏秘密信息的性质,设计一个安全量子投票协议。通过对协议的分析发现,在量子信道中传递选票信息时,协议能够隐藏投票信息,满足投票人对身份信息的安全性和匿名性需求,有效保证投票人的投票信息不被窃取,实现安全匿名投票。

基于量子行走公钥加密的电子投票方案

为了解决当前部分量子投票协议中大量使用制备复杂的纠缠资源及操作困难的纠缠态测量,从而导致可实现性差的问题,文章基于量子行走公钥加密设计电子投票方案,量子行走可以在粒子之间产生任意形式的纠缠,并避免纠缠态测量。初始时仅需制备单粒子,若干步量子行走后再对其实施单粒子测量,即可以实现所提方案。文章中使用的量子行走技术已在多种系统上实现,安全性分析表明,该方案可以实现信息论安全,当前技术下可行且安全。文章方案仅使用1个粒子表示n位投票信息,效率高于现有方案。

一种基于GHZ-like态的量子匿名投票协议

针对现有量子分配式投票协议中存在投票效率普遍偏低的情况,利用三粒子GHZ-like态的纠缠特性提出一种量子匿名投票协议;结合实例,阐述量子投票协议整个过程的步骤;最后对该协议的安全性和效率进行分析.该协议采用GHZ-like态作为投票协议所需的量子纠缠态,投票者只需要对单粒子进行酉操作,降低了对参与者设备和能力的要求;且整个投票过程都在第三方监督者的监督下,实现了匿名投票.研究结果表明,该协议能够同时抵御外部窃听攻击和不诚实投票者的多次投票行为,且投票效率显著提高.

基于双模压缩态的量子投票协议

提出了一种基于双模压缩态的基本量子投票协议,该协议通过随机选择信号加载的方式,充分利用量子信号测不确定性原理实现了分布式投票系统.并在此基础上分析可能遇到的攻击.双模压缩态的模间关联性保证了该方案的安全性.

基于非对称量子通道受控QOT量子投票协议

提出一种量子投票协议,协议基于非对称量子通道受控量子局域幺正操作隐形传输(quantum operation teleportation,QOT).由公正机构CA提供的零知识证明的量子身份认证,保证选民身份认证的匿名性.计票机构Bob制造高维Greenberger-Horne-Zeilinger纠缠态建立一个高维量子通信信道.选民对低维的量子选票进行局域幺正操作的量子投票,是通过非对称基的测量和监票机构Charlie的辅助测量隐形传输的.Bob在Charlie帮助下可以通过幺正操作结果得到投票结果.与其他一般的QOT量子投票协议相比,该协议利用量子信息与传输的量子信道不同维,使单粒子信息不能被窃取、防止伪造.选举过程由于有Charlie的监督,使得投票公正和不可抵赖.由于量子局域幺正操作隐形传输的成功概率是1,使量子投票的可靠性得以保证.

安全量子投票协议

结合人工投票的实际需求,提出了一个量子投票的模型及协议。该协议克服了传统电子投票中普遍存在的计算安全性的局限,具有无条件安全性。与现存的量子投票协议相比,本协议对验票人的行为采用即时监督来代替事后审计,同时降低了技术难度以提高协议的安全性及运行效率。

基于量子单向认证的新型代理投票协议

代理投票是指选民授权代理者完成投票过程。量子代理投票作为量子投票研究分支,具有对抗量子计算攻击的优势。本文基于量子令牌的思想,设计了一种新型安全的量子代理投票协议。协议中选民使用移位算子将选票信息赋予在量子令牌上,并交给代理者,由代理者参与监票和计票,从而更好地保护选民的隐私。协议的最后还增加了公示阶段,所有选民都可以验证自身的选票是否被正确统计。这不仅保障了选民信息的匿名性,还使选举过程更加透明和公平。

基于N粒子GHZ态的量子匿名投票协议

随着量子计算、量子通信等技术不断取得突破,基于量子信息技术的投票方案持续涌现。现有量子投票方案在经过多年的发展后,已经取得了一系列实践性的结果。本文设计了一种基于N粒子GHZ态的量子匿名投票协议,该协议可保证特定应用场景下投票方案的匿名性,保障投票者既能真实表达投票意愿又不会泄露个人信息。最后,利用本源量子计算云平台对协议过程进行模拟,得到不同条件下的计票结果,验证了该协议的正确性与有效性。

基于x-type态的量子投票方案

基于x-type纠缠态(四粒子纠缠态),提出一种量子投票方案。方案只使用一组x-type纠缠粒子,与使用N个粒子的投票方案相比,更容易实现。投票者利用复杂性小的相移操作进行投票,提高了方案效率。为了保证投票过程的安全性和防止重复投票,利用纠缠态特性和超密编码设计了检测阶段。在公布测量结果后,决定是否继续本次投票活动。当顺利通过检测后,计票者可使用计分算子计算出投票的结果。在投票过程中,没有单个粒子携带选票内容,整个信息被隐藏在纠缠的粒子间。安全性分析表明,该方案能够防止窃听和篡改选票的干扰。由于方案中制备粒子的简便性、选择候选人的最小复杂性和检测步骤的严密性使得整个方案与其他量子投票方案相比,更高效、实用和安全。

基于BB84态的量子匿名一票否决协议

为了构造无条件安全的一票否决协议,首先定义了一个安全多方计算原子协议,即安全多方析取。借助量子云,提出了量子安全多方析取协议,使用BB84态作为量子资源,且只需单光子操作和测量。针对现有绝大多数量子投票协议需对高维空间粒子执行复杂的操作和测量从而导致可实现性较差的缺陷,利用所提出的量子安全多方析取协议来解决一票否决投票问题,提出了基于量子云的量子匿名一票否决协议。进一步,对协议去中心化处理,提出了一种不需要第三方协助的量子匿名一票否决协议。相较于目前类似协议,所提协议所需量子资源少且操作简单,具有较好的可实现性。在半诚实模型下,对所提协议进行了安全性证明,利用量子完备加密和经典一次一密进行秘密信息编码,保证了协议的无条件安全,既满足了一票否决场景下的投票需求,又保护了投票者的绝对隐私。最后,使用IBM Qiskit进行了仿真实验,实验结果验证了所提协议的正确性和可行性。

基于d级量子系统相互无偏基的量子安全多方求和及其应用

本文提出一种新颖的基于d级量子系统相互无偏基的量子安全多方求和协议.n个秘密持有者通过变换操作将自己的秘密编码在相互无偏基量子态上,以环形模式将其进行传输.安全性分析表明,所提出的协议能抵抗外在攻击和参与者攻击.本文协议适用于d级量子系统,采用整数加整数技术计算模d和,相比于采用比特加比特计算的量子安全求和协议,会具有更高的计算效率;相比于求和模较小的量子安全求和协议,会具有更广泛的应用.而且,这个协议能被用于量子多方隐私比较和量子多方匿名投票.