基于量子密码通信的新型量子信息隐藏协议的研究

量子信息隐藏协议是信息隐藏研究领域中的新亮点，具有重要研究意义。首先，基于量子密码在量子信息隐藏协议中的基础性地位，本项目研究新型的量子密码协议。然后，迫于量子信息隐藏协议中信息传输必须具有高安全性，本项目深入研究量子信息隐藏协议的安全性性能参数；针对隐秘信息传输容量较小的缺陷，利用量子纠错码使被传输的信息非常隐蔽地隐藏在量子信道的噪声中，使用量子超密编码等技术取得最优的隐秘信息传输容量；利用载体信息和隐秘信息的随机性分布，使协议满足良好的不可见性需求；最终完成新型量子信息隐藏协议的设计。此外，研究量子信息隐藏协议特有的一些功能与应用。最后，创新性地利用量子线路模型，对新型量子信息隐藏协议进行线路模拟实现，为本项目取得的理论研究成果将来实用化提供科学依据。本项目能对量子信息隐藏的研究起到很好的促进与推动作用，能为我国在此科学研究领域赢得一定的发展先机。

信息隐藏研究是当前国内外信息安全领域研究中的重要内容之一。本项目研究了新型量子密码协议，新型量子信息隐藏协议及其安全性分析。.首先，研究了与量子信息隐藏协议密切相关的量子秘密共享（QSS）协议、远程态制备（RSP）协议和量子直接通信（QDC）协议。（1）设计了2个新型QSS协议，分析了3个已有协议的安全性。具体包括：一个基于纠缠GHZ态的三方QSS协议、一个可扩展的QSS网络，分别分析了一个基于GHZ态的多方QSS协议、一个基于3级Bell态的多方QSS协议和一个无酉操作的高维确定性QSS协议，指出了它们存在安全性缺陷，并给出改进方案。（2）深入研究RSP协议，设计了6个分别适应不同情形的新型RSP协议。具体包括：一个基于Brown态的任意2粒子和3粒子量子态的控制型RSP协议、一个基于非最大纠缠信道的任意2粒子量子态的控制型RSP协议、一个N源M宿2级量子态RSP协议、一个两量子比特确定性联合RSP协议、六粒子纠缠簇类态联合RSP协议、可信远程制备一般量子态协议。（3）设计了1个新型QDC协议，具体为基于量子Grover搜索算法，借助单光子测量技术的QDC协议。.其次，研究了新型高性能的量子信息隐藏协议。（1）设计了3个新型量子隐写协议，并分析了1个已有协议的安全性。具体包括：一个基于量子态概率测量的量子隐写协议、一个基于量子直积态的量子隐写协议、一个噪声信道中的量子隐写协议，和El Allati等人量子隐写协议的安全性分析。（2）设计了1个新型量子隐蔽信道协议和1个新型量子信息隐藏协议。具体包括：正式提出量子隐蔽信道的概念，将隐蔽信道协议引入了量子信息领域并设计了一个基于任意量子安全直接通信信道的量子隐蔽信道协议；一个新型高效的基于隐蔽信道的量子信息隐藏协议。.最后，研究了基于量子密码通信的一些其他重要问题。（1）研究了量子门的分解及相关量子线路构建及其复杂度问题。（2）分析了4个量子密码协议：2个量子盲签名协议、1个量子态共享协议、和1个量子私密比较协议。（3）设计了6个新的量子密码协议：2个量子盲签名协议、2个量子态共享协议、1个量子安全多方计算协议和1个量子公钥密码协议。（4）设计了6个量子通信方面的新型协议：1个量子通信网络构建协议、1个量子三值逻辑计算能力协议、1个保真量子纯态传输协议、1个随机量子演化协议、1个保真量子广播协议和1个酉群有理近似协议。