T進行Bell基聯合測量，得到測量結果（經典信息）。
[0067] 具體做法是：TTP將其制備成的量子態K〉。, =cosri|〇> + sm/i|l〉，與他們共享的處 于糾纏態中的量子態Ir》&=(1〇跨十|11欺在的粒子T和粒子A進行運算，得到S粒子體 系，所處的量子態為：
[0068]
W例在公式（3)中的錫為張量積，I d) %、I d)〉TA、I 4 %和I 4〉?為四個Bell態，分 別為：
[0073] |r-}n=(]〇lHl〇〉)A/^
[0074] ②TTP把測量結果（經典信息）發送給U3。
[0075] ③U3根據收到的經典信息，只需對他擁有的粒子A做相對應的操作（如表1所 示），恢復出Ui信任值的原始量子態KL, =e〇s7i|0〉+sin巧|1〉。 陽076] 假定節點事先與TTP已約定：經典信息00、01、10和11分別代表TTP的測量結果 I4〉TA、I和I4〉TA。當叫收到TTP發送的經典信息00、01、10和11時，就做 相對應的么正操作，即可得到Ui信任值的量子態K>", =c〇s/i|巧+sin/Jl)。
[0077] 表I與經典信息00、01、10和11相對應的么正操作
[0078]
陽079] 例如：由表1可知，如果TTP事先與叫約定好，收到01就做^ 0，變換，恢 U - J 復出111的原始量子態:其其具體變換為：
[0081] 步驟5叫根據恢復出的1巧〉," =COS乃|巧+8虹沖)，計算出Ui的信任值，并根據計算 出的信任值評判是否信任Ui。
[0082] 可行性分析：
[0083] 通過量子隱形傳態和量子糾纏分發來實現遠距離量子通信，特別是傳輸未知量子 態，是遠距離量子通信和分布式量子網絡必不可少的環節。目前，量子隱形傳態和量子糾纏 分發已經在中等距離的光纖得到了實現。本發明提出的量子信任評估方法用到了量子隱形 傳態、量子糾纏等特性，在未來的量子通信網絡的應用中是可行的。具體來說，表現在W下 兩個方面：
[0084] (1)在量子隱形傳態方面，當代表Ui信任信息轉化為TTP要傳送給U 3的原始量 子態時，是由TTP制備Ui信任值的量子態|a:克,=CQSZi降+油巧I如通過量子信道發送給叫； 隨后TTP使用該量子態與各用戶UiQ = l，2，...，n)共享的、處于糾纏態中的量子比特 滬〉。=(|〇0) + |11〉)/怎進行。參，超算，將|誠，轉化成為一個Bell態的一部分（或是|0〉態和 1〉態之一）。運說明當量子狀態轉移到粒子A上時，就說明叫已經收到TTP通過量子 信道發送過來的未知量子態1巧i,，所W隱形傳態與量子不可克隆定理并不矛盾，同時也說 明本發明借助于量子隱形傳態實現信任值的傳遞與計算是可行的，是未來實際應用中也是 合理的。
[00化](2)在量子糾纏方面，不管共享糾纏態的雙方相距多遠，只要一方（本發明中的 TT巧測量了自己手中的兩個粒子，則另一方（本發明中的U3)手中的粒子就會相應的塌縮。 在本發明中，1?根據TTP在經典信道發來的測量結果，對TTP通過量子信道發送過來的未知 量子態k〉。,做相對應的操作（如表1所示），就會得到與TTP根據Ui的信任信息制備的原 始量子態|&},,,=?)871|巧+ 3^7化。因此，本發明借助于量子糾纏來實現信任值的傳遞與計 算是可行的，是未來實際應用中也是合理的。
[0086] 安全性分析：
[0087] 分析本發明提出的量子信任評估的安全性，主要從防止欺騙（通信一方（比如本 發明的Ui)欺騙通信的另一方（比如本發明的Ui))和防止竊聽等方面進行分析。
[0088] (1)可防止欺騙性
[0089] 在防止欺騙性方面，由于U3想和U 1通信，U 3通過經典信道向TTP發送希望與U 1通 信的請求，TTP收到請求并告知Ui想和他通信后，將自己制備的U 1信任值的量子態片〉。,通 過量子信道傳送給U3,同時將測量結果（經典信息）通過經典信道發送給U3，U3通過收到的 測量結果恢復出h〉《,，并計算出Ui的信任值。由于TTP是U 1和U 3都信任的第S方，在通信 前TTP已經告訴Ui, U3想和他通信；U 3是根據TTP通過量子隱形傳態傳遞過來的關于U 1信 任信息，并計算出Ui的信任值是真實可靠的，因此U 1和U 3雙方都不存在欺騙性的問題。
[0090] 似防竊聽
[0091] 在分析前，首先假定在通信過程中有竊聽者Eve (Eve可W是系統內部（如圖1)的 竊聽者，也可W是系統外部的竊聽者），他想通過竊聽獲得TTP發送給用戶U3的原始量子態
[0092] ①如果Eve是外圍竊聽者 陽〇9引在本發明中，TTP和叫共享一對處于糾纏態中的量子比特|滬= (600) +1U))/怎， TTP擁有粒子T (第1個量子比特），U3擁有粒子A (第2個量子比特），而攻擊者Eve沒有 處于糾纏態中的量子比特中的任何量子比特信息。如果Eve截取了 TTP通過經典信道發給 用戶1?的信息（即是說，Eve得到TTP的測量結果），但由于Eve沒有量子糾纏態中的量子 比特信息，所W即使他得到經典信息，他也不能通過一些操作（而且Eve也不知道該進行什 么樣的操作）恢復原來的量子態KL,。很顯然，在運種情況下Eve不能得到任何關于未知量 子態的可用信息，因此本發明提出的信任模型能防止外圍竊聽者Eve的竊聽。
[0094] ②如果Eve是系統內部竊聽者
[0095]在本發明中，雖然TTP、叫和Eve共享一對處于糾纏態中的量子比特I d)如果 Eve截取了發送給U3的經典信息，但是Eve不知道該進行什么樣的操作，他也不可能恢復出 原來的量子態1巧9因此，本發明提出的信任模型能防止系統內部竊聽者Eve的竊聽。
[0096] 此外，在本發明研究的信任評估方法中，Ui信任值信息的量子態h〉,,,是由TTP根據 Ui的一些屬性（比如歷史信譽度、用戶的身份等）制備的，然后通過量子信道發送給U3,具 有一定權威性。根據量子力學中量子測不準原理和量子不可克隆定理（在量子信道中傳輸 的量子信號對任何接收者都是測不準的），如果攻擊者（包本量子網絡系統中的其他用戶 和外圍用戶）希望通過測量去確定K〉,,,，則導致《心,被測量后就不存在了。從運個角度來 說，在理論上叫獲得的Hi,(由TTP提供的、表示Ui信任值信息的量子態K)。，）可W是絕 對安全的。
[0097] W上顯示和描述了本發明的基本原理和主要特征及本發明的優點。本行業的技術 人員應該了解，本發明不受上述實施例的限制，上述實施例和說明書中描述的只是說明本 發明的原理，在不脫離本發明精神和范圍的前提下，本發明還會有各種變化和改進，運些變 化和改進都落入要求保護的本發明范圍內。本發明要求保護范圍由所附的權利要求書及其 等效物界定。
【主權項】
1. 一種基于節點信任的量子信任評估方法，其特征在于：包括量子信任模型的建模和 量子信任評估的方法， 量子信任模型的建模： 在量子通信中，一個量子態可以表示為IΦ>=α|〇>+βI1>，其中α2+β2= 1 ;同時 還考慮到量子通信網絡中，信任具有隨機性、多樣性和模糊性等不確定性因素，因此借助于 直覺模糊集的隸屬度和非隸屬度理論來描述各個節點隸屬于某個因數的隸屬度； 定義1 :設U為非空集合，^為U中的元素，U上的一個直覺模糊集定義為： A=Kui,μΑ(ι〇，υΑ(ι〇>|ι^εU} 定義2 :假定量子通信網絡中的第i個節點U1，評價其信任值的第j個因素用量子態 =c〇W,|0〉+sinA|l〉表示；但由于在實際應用中，每個信任因素的重要程度不同，在此給 每個信任因素增加一個權重因素tj;這樣，評價第i個用戶的信任值可以表示為：根據定義1和公式（1)中的cos2Θ^是ui對第j個信任因素的隸屬度，sin2Θ^是u，寸 第j個因素的非隸屬度，cos20j+sin20I;t=l，2，...，m)為每個信任因素的權重把量子通信網絡中評價各節點ujf任值的各因數用模糊直覺集理論的隸屬度和非隸 屬度來描述，完成了各節點主觀信任的建模，將該模型稱之為量子信任模型； 量子信任評估的方法： 步驟1 :初始化階段 假定事先U1已通過注冊的方式將其有關信任的信息存儲在TTP那里，用量子態表示 為：在公式（2)中，各信任因素的權重系數tj滿足Θ^對應第j個信任因素；γ; 對應第i個節點綜合信任的描述，cos2γ肩u#j個信任因素的隸屬度，sin2γ屬u淋j個信任因素的非隸屬度，Cos2YJsin2Yi= 1，其中i= 1，2,...，η; 假定TTP與各用戶~之間共享一對處于糾纏態中的量子比特|^+、=化〇〉+ |11>)/萬，其 中粒子T歸TTP所有，粒子A歸U1所有，為了舉例方便，設定u3想和ui通信； 步驟2 :1!3通過經典信道向TTP發送希望與ui通信的請求； 步驟3 :TTP收到請求并確認是113后，并告知ui，113想和他通{目； 步驟4 :借助于量子隱形傳態實現信任值的傳遞； TTP將U1預先保存在它那里的信任值信息，由TTP制備成u^言任值的量子態 I%、=C〇Sn|0> +Smn|l>，通過量子信道發送給U3，具體過程如下： ①TTP對量子態和粒子T進行Bell基聯合測量，得到測量結果； 具體做法是：TTP將其制備成的量子態Kmi ^eos/Ji^ +sin^l〉，與他們共享的處于糾 纏態中的量子態=0〇〇〉+|11〉)/萬的粒子T和粒子A進行"0,，，運算，得到三粒子體系 所處的量子態為：在公式（3)中的?為張量積，IΦ+>ΤΑ、IΦ>TA、IΦ+>Τ^ΡIΦ>TA為四個Bell態，分別 為：②TTP把測量結果發送給U3; ③U3根據收到的經典信息，只需對他擁有的粒子A做相對應的操作，恢復出ui信任值 的原始量子態|%〉"廣_%|考 設定節點事先與TTP已約定：經典信息00、01、10和11分別代表TTP的測量結果Φ+>?、Iφ>?、IΦ+>ΤΑ和Iφ>?。當U3收到TTP發送的信息00、01、10和11時，就做相對 應的幺正操作，即可得到~信任值的量子態|叫\MOS^O^ +sinhll〉； 步驟5 :u3根據恢復出的h〉H| =COS7lIohsinf1Il)，計算出~的信任值，并根據計算出的 信任值評判是否信任U1。
【專利摘要】本發明公開了基于節點信任的量子信任評估方法，包括量子信任模型的建模和量子信任評估的方法，與現有技術相比，本發明以基于信任節點的可信量子中繼網絡為研究對象，將信任管理引入到量子通信網絡中，以評價節點的信任值作為基礎來構建安全可信的量子通信網絡，并以信任值作為評判量子通信網絡中各用戶是否可信的依據；借助于量子糾纏效應和量子隱形傳態等獨有特性，研究并提出了基于節點信任的量子信任評估方法，對量子信任評估的思路及過程進行了詳細的說明；最后分析了本發明提出的基于節點信任的量子信任評估方法的可行性、合理性和安全性，這為建立安全可信的量子通信網絡提供了一種有價值的新思路和新方法。
【IPC分類】H04L9/08, H04B10/70, H04B10/85
【公開號】CN105391548
【申請號】CN201510836918
【發明人】張仕斌, 謝智海, 昌燕, 盛志偉, 王海春, 閆麗麗, 黃源源
【申請人】成都信息工程大學, 張仕斌
【公開日】2016年3月9日
【申請日】2015年11月26日