量子安全两方计算基础协议的理论研究

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项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    61902166
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
  • 资助金额:
    23.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    F0206.信息安全
  • 结题年份:
    2022
  • 批准年份:
    2019
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2020-01-01 至2022-12-31

项目摘要

Elementary protocols in secure two-party computation, including bit commitment and oblivious transfer, are not only important research topics in cryptography but also fundamental building blocks for many complex cryptographic protocols. As their quantum versions, quantum bit commitment and quantum private query have also attracted a great deal of attention in quantum cryptography. However, compared with quantum key distribution (one of the most mature quantum techniques now), these quantum secure two-party computation protocols fall far behind in the researches of the security and especially the practicability. This situation cannot satisfy the application needs of quantum communication networks in anonymous authentication, electronic voting, private information retrieval and so on. This project studies several key problems in the elementary protocols of quantum secure two-party computation, including (1) designing a cheat-sensitive quantum bit commitment protocol which is not only loss-tolerant but also can resist the coherent attack, (2) designing a practical quantum private query protocol under the noisy channels, and (3) studying the new relationships between different cryptographic tasks in quantum cryptography and then using existing protocols to design quantum solutions for some new cryptographic tasks, including anonymous authentication. The research results are expected to improve the security and practicability of quantum secure two-party computation protocols, extend their application domain, and help to balance the development of different branches of quantum cryptography.
比特承诺和不经意传输等安全两方计算基础协议是密码学的重要研究课题,也是许多复杂密码协议的基础构件。作为其量子对应,量子比特承诺和量子保密查询在量子密码中也引起了广泛关注。但与量子密钥分配等当前最成熟的量子技术相比,这些量子安全两方计算协议在安全性和实用性方面的研究还存在很大差距,难以支撑量子通信网络在匿名认证、电子投票、私有信息检索等方面的应用需求。本项目探究解决量子安全两方计算基础协议中存在的几个关键问题,包括①设计既能容忍信道损失又能抵抗相干攻击的欺骗敏感量子比特承诺协议;②设计有噪信道下的量子保密查询方案;③挖掘各类密码任务在量子密码中的新型关系,进而借助已有方案设计匿名认证等密码任务的量子解决方案。预期研究成果将有助于提高量子安全两方计算协议的安全性、实用性,推广其应用领域,同时促进量子密码各分支均衡发展。

结项摘要

量子安全两方计算基础协议是密码学的重要研究课题。现有协议在实用性和安全性上还存在很多不足,难以支撑应用的需求。本项目组采用理论分析、算法分析、仿真等多种方法在量子安全两方及多方计算协议的设计、分析、实用性改进和安全性证明等方面进行了研究,先后在《IEEE Journal on Selected Areas in Communications》、 《Optics Express》、 《Physica A》、 《Quantum Information Processing》和《电子与信息学报》等期刊上发表论文12篇,其中SCI已收录10篇。.课题组主要研究进展如下:. (1)在有噪信道情形下设计量子保密查询协议,并给出该协议可容忍错误率的上界(如对10000比特的数据库,当要求错误率不超过0.01时,该上界为0.04)。.(2)研究了量子安全两方计算基础协议的应用推广,给出了借助量子不经意密钥传输实现匿名认证密钥交换的方法。 .(3)设计了一个高效的能够抵抗联合相干攻击的量子不经意传输方案。 .(4)研究了几类量子安全多方计算协议,针对这类协议在实用性方面的不足,给出了一个容失的无需量子存储的量子多方密钥协商协议、一个测量设备无关的量子三方密钥协商协议以及一个无需量子存储的量子合同签署协议。 .(5)对安全多方求和的通用量子协议、量子仲裁签名协议、量子动态秘密共享协议、量子多代理签名协议等量子多方安全计算协议进行密码分析,查找存在的安全漏洞,并给出改进的方法。.同时,进一步凝练了团队的研究方向,申请人入选洛阳市青年科技奖,培养青年骨干教师2名,顺利完成了研究目标和任务。

项目成果

期刊论文数量(12)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
Practical efficient 1-out-of-n quantum oblivious transfer protocol
实用高效的n中之一量子不经意传输协议
  • DOI:
    10.1007/s11128-022-03817-x
  • 发表时间:
    2023
  • 期刊:
    Quantum Information Processing
  • 影响因子:
    2.5
  • 作者:
    Xue Zhang;Chun-Yan Wei;Su-Juan Qin;Fei Gao;Qiao-Yan Wen
  • 通讯作者:
    Qiao-Yan Wen
Long distance measurement-device-independent three-party quantum key agreement
长距离测量-设备无关的三方量子密钥协议
  • DOI:
    10.1016/j.physa.2022.128226
  • 发表时间:
    2022
  • 期刊:
    Physica A
  • 影响因子:
    3.3
  • 作者:
    Xiao-Qiu Cai;Zi-Fan Liu;Chun-Yan Wei;Tian-Yin Wang
  • 通讯作者:
    Tian-Yin Wang
Cryptanalysis of quantum digital signature for the access control of sensitive data
用于敏感数据访问控制的量子数字签名密码分析
  • DOI:
    10.1016/j.physa.2022.126949
  • 发表时间:
    2022
  • 期刊:
    Physica A
  • 影响因子:
    3.3
  • 作者:
    Xiao-Qiu Cai;Tian-Yin Wang;Chun-Yan Wei;Fei Gao
  • 通讯作者:
    Fei Gao
Loss-tolerant quantum multi-party key agreement without quantum storage
无需量子存储的抗丢失量子多方密钥协商
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2022
  • 期刊:
    Optics Express
  • 影响因子:
    3.8
  • 作者:
    Chun-Yan Wei;Xiao-Qiu Cai;Shao-Long Huang;Xiao-Lin Lang;Tian-Yin Wang
  • 通讯作者:
    Tian-Yin Wang
基于MATLAB开发量子密码工具箱的实验教学研究
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2021
  • 期刊:
    江苏建筑职业技术学院学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    魏春艳;郭一迪
  • 通讯作者:
    郭一迪

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水蒸气蒸馏与超临界CO2流体萃取薰衣草精油成分及杀虫活性比较
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  • 发表时间:
    2010-12-01
  • 期刊:
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    --
  • 作者:
    袁海滨;尚利娜;魏春艳;任炳忠
  • 通讯作者:
    任炳忠
ISEC创新人才培养模式及其借鉴——以“计算机科学与技术”专业为例
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  • 发表时间:
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  • 通讯作者:
    于方
哈尔滨地区罗家窝棚组地层的沉积学、矿物学及地球化学特征:对沉积环境的指示
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  • 发表时间:
    2022
  • 期刊:
    地质科学
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  • 作者:
    魏春艳;谢远云;康春国;迟云平;孙磊;吴鹏;魏振宇;冷宇坤
  • 通讯作者:
    冷宇坤
长白山北坡环境因子对水甲虫多样性影响
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  • 发表时间:
    --
  • 期刊:
    辽宁工程技术大学学报(自然科学版)
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  • 作者:
    于大炮;姬兰柱;魏春艳;董百丽;王淼
  • 通讯作者:
    王淼
基于量子不经意密钥传输的量子匿名认证密钥交换协议
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2020
  • 期刊:
    电子与信息学报
  • 影响因子:
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  • 作者:
    魏春艳;蔡晓秋;王天银;苏琦;秦素娟;高飞;温巧燕
  • 通讯作者:
    温巧燕

其他文献

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课题项目:调控A型流感病毒诱导IFN-β表达的机制研究

AI项目摘要:

本研究聚焦于TRIM2蛋白在A型流感病毒诱导的IFN-β表达中的调控机制。A型流感病毒是全球性健康问题,其感染可导致严重的呼吸道疾病。IFN-β作为关键的抗病毒因子,其表达水平对抗病毒防御至关重要。然而,TRIM2如何调控IFN-β的表达尚未明确。本研究假设TRIM2通过与病毒RNA或宿主因子相互作用,影响IFN-β的产生。我们将采用分子生物学、细胞生物学和免疫学方法,探索TRIM2与A型流感病毒诱导IFN-β表达的关系。预期结果将揭示TRIM2在抗病毒免疫反应中的作用,为开发新的抗病毒策略提供理论基础。该研究对理解宿主抗病毒机制具有重要科学意义,并可能对临床治疗流感病毒感染提供新的视角。

AI项目思路:

科学问题:TRIM2如何调控A型流感病毒诱导的IFN-β表达?
前期研究:已有研究表明TRIM2参与抗病毒反应,但其具体机制尚不明确。
研究创新点:本研究将深入探讨TRIM2在IFN-β表达中的直接作用机制。
技术路线:包括病毒学、分子生物学、细胞培养和免疫检测技术。
关键技术:TRIM2与病毒RNA的相互作用分析,IFN-β启动子活性检测。
实验模型:使用A型流感病毒感染的细胞模型进行研究。

AI技术路线图

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          A[研究起始] --> B[文献回顾与假设提出]
          B --> C[实验设计与方法学准备]
          C --> D[A型流感病毒感染模型建立]
          D --> E[TRIM2与病毒RNA相互作用分析]
          E --> F[TRIM2对IFN-β启动子活性的影响]
          F --> G[IFN-β表达水平测定]
          G --> H[TRIM2功能丧失与获得研究]
          H --> I[数据收集与分析]
          I --> J[结果解释与科学验证]
          J --> K[研究结论与未来方向]
          K --> L[研究结束]
      
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