基{|0 Z>，|lz>}中的 〇z>，所述m' ^為第j個(gè)中間狀態(tài)比特，所述d為隨機(jī)比特串的十進(jìn)制數(shù)值，所述r'』為 映射后的第j個(gè)隨機(jī)比特，所述I小〉為量子比特； 或者， 若所述漢明重量為偶數(shù)，則所述第一設(shè)備確定所述量子比特|〇z>的旋轉(zhuǎn)角度為 ^露+_/露，1〈 j〈t,得到量子渣所述第一設(shè)備得到所述第二密文量子比特串為j，其中，所述?為直積 操作，所述I 〇>為量子比特串，所述r為隨機(jī)比特串。4. 一種解密數(shù)據(jù)處理方法，其特征在于，包括： 第二設(shè)備接收第一設(shè)備發(fā)送的密文，所述密文包括第一密文和第二密文； 所述第二設(shè)備對(duì)所述第一密文的量子比特逆旋轉(zhuǎn)，并對(duì)逆旋轉(zhuǎn)后的量子比特進(jìn)行測(cè) 量，獲取所述第一密文對(duì)應(yīng)的第一比特串； 所述第二設(shè)備采用單向函數(shù)對(duì)所述第一比特串進(jìn)行映射； 所述第二設(shè)備采用所述第一比特串的十進(jìn)制數(shù)值、所述第一比特串的漢明重量以及映 射后的第一比特串對(duì)所述第二密文進(jìn)行解密，獲取明文。5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于，所述第二設(shè)備接收第一設(shè)備發(fā)送的密文 之前，還包括： 第二設(shè)備根據(jù)整數(shù)集合選取一個(gè)大于安全參數(shù)的隨機(jī)整數(shù)，所述隨機(jī)整數(shù)作為模數(shù)構(gòu) 成一個(gè)群，并選取單向函數(shù)G: {0, IP - {0, 1}\以使第一設(shè)備用于報(bào)文的加密以及所述第 二設(shè)備用于解密，其中，所述t為明文長(zhǎng)度； 所述第二設(shè)備根據(jù)安全策略確定公鑰長(zhǎng)度； 所述第二設(shè)備在所述群中隨機(jī)選取一個(gè)N維向量； 所述第二設(shè)備根據(jù)所述隨機(jī)整數(shù)和所述N維向量生成私鑰； 所述第二設(shè)備根據(jù)N維向量制備N(xiāo)個(gè)量子比特； 所述第二設(shè)備將所述量子比特|〇z>旋轉(zhuǎn)^個(gè)單位旋轉(zhuǎn)角度0n，生成公鑰 Y={N，|WS( 0 n)>}和私鑰D={n，s}，其中，所述#成))=碟，丨&(◎?yàn)楣€的量子態(tài)，所述 單位旋轉(zhuǎn)角度為0n=31/2n' l〈=j〈=N，所述Sj為N維向量第j分量，所述n為隨機(jī)整數(shù)，所 述N為公鑰的長(zhǎng)度，所述s為N維向量，所述| 為量子態(tài)，所述@為直積操作，所述 為公鑰量子比特，所述I ws( 9 n)>為公鑰量子比特串。6. 根據(jù)權(quán)利要求4或5所述的方法，其特征在于，所述第二設(shè)備對(duì)所述第一密文的量子 比特進(jìn)行逆旋轉(zhuǎn)，并對(duì)逆旋轉(zhuǎn)后的量子比特進(jìn)行測(cè)量，獲取所述第一密文對(duì)應(yīng)的第一比特 串，包括： 若所述明文長(zhǎng)度小于所述公鑰長(zhǎng)度，則所述第二設(shè)備對(duì)所述第一密文的第i個(gè)量子比 特逆旋轉(zhuǎn)^個(gè)單位旋轉(zhuǎn)角度0 n ; 或者， 若所述明文長(zhǎng)度大于所述公鑰長(zhǎng)度，則所述第二設(shè)備對(duì)所述第一密文的第i個(gè)量子比 特逆旋轉(zhuǎn)SinrodN個(gè)單位旋轉(zhuǎn)角度0n，其中，i mo d N為第[t/N]+l份公鑰的第i模N個(gè)公 鑰量子比特； 所述第二設(shè)備采用基{|〇z>，|lz>}測(cè)量所述逆旋轉(zhuǎn)后的量子比特，獲取所述第一密文 對(duì)應(yīng)的第一比特串，其中，所述{|〇z>，|lz>}為希爾伯特空間H2的一組正交基； 所述第二設(shè)備采用單向函數(shù)對(duì)所述第一比特串進(jìn)行映射，包括： 所述第二設(shè)備通過(guò)單向函數(shù)G: {0, 1}1 - {0, 1}1對(duì)所述第一比特串進(jìn)行映射得到第三 比特串。7. 根據(jù)權(quán)利要求4-6任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，所述第二設(shè)備采用所述第一比 特串的十進(jìn)制數(shù)值、所述第一比特串的漢明重量的奇偶性以及映射的第一比特串對(duì)所述第 二密文進(jìn)行解密，獲取明文，包括： 第二設(shè)備對(duì)第二密文進(jìn)行逆旋轉(zhuǎn)1^ ，其中，所述e為第一比特串的十進(jìn)制數(shù)值； 若所述第一比特串的所述漢明重量為偶數(shù)，則所述第二設(shè)備采用所述{|〇z>，|l z>}基 測(cè)量所述逆旋轉(zhuǎn)操作的結(jié)果，獲取第二比特串； 或者， 若所述漢明重量為奇數(shù)，則所述第二設(shè)備采用{l+z>，l-z>}基測(cè)量所述逆旋轉(zhuǎn)操作的 結(jié)果，獲取所述第二比特串，其中，所述{| + >，l-z>}為希爾伯特空間4的另一組正交基； 所述第二設(shè)備通過(guò)所述第三比特串與所述第二比特串逆混合獲取所述明文比特串。8. -種加密數(shù)據(jù)處理裝置，其特征在于，包括： 獲取模塊，用于獲取第二設(shè)備生成的公鑰； 選取模塊，用于選取一個(gè)隨機(jī)比特串； 第一加密模塊，用于采用所述公鑰加密所述隨機(jī)比特串獲取第一密文； 映射模塊，用于采用單向函數(shù)對(duì)所述隨機(jī)比特串進(jìn)行映射； 第二加密模塊，用于采用所述隨機(jī)比特串的十進(jìn)制數(shù)值、所述隨機(jī)比特串的漢明重量 以及所述映射的隨機(jī)比特串對(duì)明文進(jìn)行加密，獲取第二密文； 發(fā)送模塊，用于向所述第二設(shè)備發(fā)送密文，所述密文包括所述第一密文和所述第二密 文。9. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的裝置，其特征在于，所述第一加密模塊，具體用于： 若所述明文長(zhǎng)度小于所述公鑰長(zhǎng)度，則獲取一份所述公鑰并對(duì)所述公鑰的每個(gè)量子比 特旋轉(zhuǎn)，得到所述第一密文； 或者， 若所述明文長(zhǎng)度大于所述公鑰長(zhǎng)度，則獲取[t/N]+l份所述公鑰并對(duì)所述公鑰的每個(gè) 量子比特旋轉(zhuǎn)，得到所述第一密文，其中，所述N為公鑰長(zhǎng)度，所述t為明文長(zhǎng)度。10. 根據(jù)權(quán)利要求8或9所述的裝置，其特征在于，所述第二加密模塊，具體用于： 將所述隨機(jī)比特串和所述明文M進(jìn)行混合運(yùn)算，得到中間狀態(tài)比特串，記為 m'i,m' 2, t ； 若所述漢明重量為奇數(shù)，則確定量子比特I 〇z>的旋轉(zhuǎn)角度為，得到量子 |丄 ^^ C中，所述>為所述明文加密 后的量子比特，所戈 t_ 為旋轉(zhuǎn)后量子態(tài)的幅度，l〈j〈t， 所述|〇z>為希爾伯特空間4的一組正交基{|〇z>，|l z>}中的|〇z>，所述m'」為第j個(gè)中 間狀態(tài)比特，所述d為隨機(jī)比特串的十進(jìn)制數(shù)值，所述r' ^為映射后的第j個(gè)隨機(jī)比特，所 述I小〉為量子比特； 或者， 若所述漢明重量為偶數(shù)，則確定所述量子比特l〇z>的旋轉(zhuǎn)角度為l〈j〈t， 得到量子態(tài)貝ij得到所述第二密文量子比特串為其中，所述?為直積操作，所述 〇>為量子比特串，所述r為隨機(jī)比特串。11. 一種解密數(shù)據(jù)處理裝置，其特征在于，包括： 接收模塊，用于接收第一設(shè)備發(fā)送的密文，所述密文包括第一密文和第二密文； 第一解密模塊，用于對(duì)所述第一密文的量子比特逆旋轉(zhuǎn)，并對(duì)逆旋轉(zhuǎn)后的量子比特進(jìn) 行測(cè)量，獲取所述第一密文對(duì)應(yīng)的第一比特串； 映射模塊，用于采用單向函數(shù)對(duì)所述第一比特串進(jìn)行映射； 第二解密模塊，用于采用所述第一比特串的十進(jìn)制數(shù)值、所述第一比特串的漢明重量 以及映射后的第一比特串對(duì)所述第二密文進(jìn)行解密，獲取明文。12. 根據(jù)權(quán)利要求11所述的裝置，其特征在于，還包括： 生成模塊，用于所述接收模塊接收第一設(shè)備發(fā)送的密文之前，根據(jù)整數(shù)集合選取一 個(gè)大于安全參數(shù)的隨機(jī)整數(shù)，所述隨機(jī)整數(shù)作為模構(gòu)成一個(gè)群，并選取單向函數(shù)G: {0, 1} 1-{0, 1}1，以使第一設(shè)備用于報(bào)文的加密以及所述第二設(shè)備用于解密，其中，所述t為明文 長(zhǎng)度； 根據(jù)安全策略確定公鑰長(zhǎng)度； 在所述群中隨機(jī)選取一個(gè)N維向量； 根據(jù)所述隨機(jī)整數(shù)和所述N維向量生成私鑰； 根據(jù)N維向量制備N(xiāo)個(gè)量子比特； 將所述量子比特|〇z>旋轉(zhuǎn)4個(gè)單位旋轉(zhuǎn)角度0n，生成公鑰Y={N，|Ws(0n)>}和 私鑰D= {n，s}，其中，所述11說(shuō),)>s丨％(◎?yàn)楣€的量子態(tài)，所述單位旋轉(zhuǎn)角度為 0 n= /2n' l〈=j〈=N，所述Sj為N維向量第j分量，所述n為隨機(jī)整數(shù)，所述N為公鑰的長(zhǎng) 度，所述s為N維向量，所述卜〉為量子態(tài)，所述?為直積操作，所述為公鑰量子比 特，所述卜s ( 9 n) >為公鑰量子比特串。13. 根據(jù)權(quán)利要求11或12所述的裝置，其特征在于，所述第一解密模塊，具體用于： 若所述明文長(zhǎng)度小于所述公鑰長(zhǎng)度，則對(duì)所述第一密文的第i個(gè)量子比特逆旋轉(zhuǎn) 所述單位旋轉(zhuǎn)角度0 n ; 或者， 若所述明文長(zhǎng)度大于所述公鑰長(zhǎng)度，則對(duì)所述第一密文的第i個(gè)量子比特逆旋轉(zhuǎn)SinwdN 個(gè)所述單位旋轉(zhuǎn)角度9n，其中，所述i mo d N為第[t/N]+l份公鑰的第i模N個(gè)公鑰量 子比特； 采用基{|〇z>，|lz>}測(cè)量所述逆旋轉(zhuǎn)后的量子比特，獲取第一密文對(duì)應(yīng)的第一比特串， 其中，所述{|〇z>，I lz>}為希爾伯特空間h2的一組正交基； 所述映射模塊，具體用于： 通過(guò)單向函數(shù)G: {0, l}t - {0, l}t對(duì)所述第一比特串進(jìn)行映射得到第三比特串。14. 根據(jù)權(quán)利要求11-13任一項(xiàng)所述的裝置，其特征在于，所述第二解密模塊，具體用 于： 對(duì)第二密文進(jìn)行逆旋轉(zhuǎn)Hfr力，其中，所述e為第一比特串的十進(jìn)制數(shù)值； 若所述第一比特串的所述漢明重量為偶數(shù)，則采用所述{|〇z>，|lz>}基測(cè)量所述逆旋 轉(zhuǎn)操作的結(jié)果，獲取第二比特串； 或者， 若所述漢明重量為奇數(shù)，則采用{I+z>，I-z>}基測(cè)量所述逆旋轉(zhuǎn)操作的結(jié)果，獲取第二 比特串，其中{l+z>，l-z>}為希爾伯特空間4的另一組正交基； 通過(guò)所述第三比特串與所述第二比特串逆混合獲取明文比特串。15. -種加密和解密數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)，其特征在于，包括權(quán)利要求8-10中任一項(xiàng)所述的 加密數(shù)據(jù)處理裝置、權(quán)利要求11-14任一項(xiàng)所述的解密數(shù)據(jù)處理裝置。
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明實(shí)施例提供一種加密和解密數(shù)據(jù)處理方法、裝置和系統(tǒng)。本發(fā)明加密數(shù)據(jù)處理方法，包括：第一設(shè)備獲取第二設(shè)備生成的公鑰；所述第一設(shè)備選取一個(gè)隨機(jī)比特串；所述第一設(shè)備采用所述公鑰加密所述隨機(jī)比特串獲取第一密文；所述第一設(shè)備采用單向函數(shù)對(duì)所述隨機(jī)比特串進(jìn)行映射；所述第一設(shè)備采用所述隨機(jī)比特串的十進(jìn)制數(shù)值、所述隨機(jī)比特串的漢明重量以及映射后的隨機(jī)比特串對(duì)明文進(jìn)行加密，獲取第二密文；所述第一設(shè)備向所述第二設(shè)備發(fā)送密文，所述密文包括所述第一密文和所述第二密文。本發(fā)明實(shí)施例實(shí)現(xiàn)了面向多比特加密，克服了采用單比特的方式對(duì)明文加密效率低的缺陷。
【IPC分類(lèi)】H04L9/30
【公開(kāi)號(hào)】CN104954124
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201410124107
【發(fā)明人】鄭世慧, 常利偉
【申請(qǐng)人】華為技術(shù)有限公司, 北京郵電大學(xué)
【公開(kāi)日】2015年9月30日
【申請(qǐng)日】2014年3月28日