Класифікація квантових технологій розділення секрету

Автор(и)

  • Евгений Викторович Василиу Одеська національна академія зв'язку ім. О.С. Попова
  • Игорь Валериевич Лимарь Одеська національна академія зв'язку ім. О.С. Попова

DOI:

https://doi.org/10.18372/2410-7840.16.7537

Ключові слова:

квантова криптографія, квантове розділення секрету, класифікація, кубіт, багаточасткове переплутання

Анотація

У статті запропонована класифікація та узагальненийаналіз найбільш відомих схем розділення секрету наоснові квантових технологій. Класифікація виконаназа такими критеріями, як фізичні принципи, на якихбазуються відповідні методи розділення секрету тавиди задач захисту інформації, що вирішуються цимиметодами. Розглядаються перспективні квантові про-токоли розділення секрету з врахуванням вимог, щопред'являються сучасною квантовою криптографією,зокрема, – підвищення інформаційної місткості про-токолів шляхом використання квантових систем вели-кої розмірності – кудитів. Найбільш перспективнимиє квантові методи розділення секрету на основі бага-точасткового переплутання. Стисло розглянуті деякіокремі задачі захисту інформації з використаннямметодів квантового розділення секрету, зокрема, –передавання, що спільно контролюється, квантовогостану віддаленому отримувачу та гібридні протоколи– протоколи квантового прямого безпечного зв’язку зконтролем над отримуванням інформації третьоюстороною. Аналізується стан сучасної експеримента-льної бази зі створення систем квантового розділеннясекрету.

Біографії авторів

Евгений Викторович Василиу, Одеська національна академія зв'язку ім. О.С. Попова

доктор технічних наук, доцент, директор Навчально-наукового інституту Радіо, телебачення та інформаційної безпеки

Игорь Валериевич Лимарь, Одеська національна академія зв'язку ім. О.С. Попова

аспірант

Посилання

. Shamir A. How to Share a Secret // Communications of the ACM.-1979.-V.22, issue 11.-P.612-613.

. Scarani V. The security of practical quantum key distribution / V. Scarani, H. Bechmann-Pasquinucci, N.J. Cerf, M. Dušek, N. Lütkenhaus, M. Peev // Reviews of Modern Physics.-2009.-V.81, issue 3.- 1301.

. Hillery M. Quantum Secret Sharing / M. Hillery, V. Buzek, A. Berthiaume // Physical Review A.-1999.- V.59, issue 3.-P.1829-1834.

. Karlsson A. Quantum Entanglement for Secret Sharing and Secret Splitting / A. Karlsson, M. Koashi, N. Imoto // Physical Review A.-1999. V.59, issue 1.- P.162-168.

. Bandyopadhyay S. Teleportation and secret sharing with pure entangled states // Physical Review A.- 2000.-V.62, issue 1.- 012308.

. Xiao L. Efficient Multiparty Quantum-Secret- Sharing Schemes / L. Xiao, G.L. Long, F.G. Deng, J.W. Pan // Physical Review A.-2004.-V.69, issue 5.- 052307.

. Muralidharan S. Perfect teleportation, quantum-state sharing, and superdense coding through a genuinely entangled five-qubit state / S. Muralidharan, P.K. Panigrahi // Physical Review A.-2008.-V.77, issue

- 032321.

. Deng F.G. Multiparty quantum-state sharing of an arbitrary two-particle state with Einstein-Podolsky- Rosen pairs / F.G. Deng , X.H. Li, C.Y. Li, P. Zhou, H.Y. Zhou // Physical Review A.-2005.-V.72, issue 4.- 044301.

. Zhang Z. Multiparty quantum secret sharing of classical messages based on entanglement swapping / Z. Zhang, Z. Man // Physical Review A.-2005.- V.72, issue 2.- 022303.

. Li Y. Multiparty secret sharing of quantum information based on entanglement swapping / Y. Li, K. Zhang, K. Peng // Physics Letters A.-2004.-V. 324, issues 5-6.- P.420-424.

. Karimipour V. Entanglement swapping of generalized cat states and secret sharing / V. Karimipour, A. Bahraminasab, S. Bagherinezhad // Physical Review A.-2002.-V.65, issue 4.- 042320.

. Deng F.G. Quantum state sharing of an arbitrary two-qubit state with two-photon entanglements and Bell-state measurements / F.G. Deng, X.H. Li, C.Y. Li, P. Zhou, H.Y. Zhou // The European Physical Journal D - Atomic, Molecular, Optical and Plasma Physics.-2006.-V.39, issue 3.-P.459-464.

. Bagherinezhad S. Quantum secret sharing based on reusable Greenberger-Horne-Zeilinger states as secure carriers / S. Bagherinezhad, V. Karimipour // Physical Review A.-2003.-V. 67, issue 4.-044302.

. Hsu L.Y. Quantum secret-sharing protocol based on Grover’s algorithm // Physical Review A.-2003.- V.68, issue 2.- 022306.

. Deng F.G. An efficient quantum secret sharing scheme with Einstein–Podolsky–Rosen pairs / F.G. Deng, G.L. Long, H.Y. Zhou // Physics Letters A.-2005.-V. 340, issues 1-4.- P.43-50.

. Zheng S.B. Splitting quantum information via W states // Physical Review A.-2006.-V.74, issue 5.- 054303.

. Deng F.G. Multiparty quantum secret splitting and quantum state sharing / F.G. Deng, X.H. Li, C.Y. Li, P. Zhou, H.Y. Zhou // Physics Letters A.-2006.-V.354, issue 3.- P.190-195.

. Lance A.M. Tripartite Quantum State Sharing / A.M. Lance, T. Symul, W.P. Bowen, B.C. Sanders, P.K. Lam // Physical Review Letters.-2004.-V.92, issue 17.- 177903.

. Lance A.M. Continuous-variable quantum-state sharing via quantum disentanglement / A.M. Lance, T. Symul, W.P. Bowen, B.C. Sanders, T. Tyc, T.C. Ralph, P.K. Lam // Physical Review A.-2005.- V.71, issue 3.- 033814.

. Cleve R. How to Share a Quantum Secret / R. Cleve, D. Gottesman, H. Lo // Physical Review Letters.-1999.-V.83, issue 3.-P.648-651.

. Gottesman D. Theory of quantum secret sharing // Physical Review A.-2000.-V.61, issue 4.- 042311.

. Guo G.P. Quantum secret sharing without entanglement / G.P. Guo, G.C. Guo // Physics Letters A.-2003.-V. 310, issue 4.- P.247-251.

. Zhang Z. Multiparty quantum secret sharing / Z. Zhang, Y. Li, Z. Man // Physical Review A.- 2005.-V.71, issue 4.-044301.

. Deng F.G. Improving the security of multiparty quantum secret sharing against Trojan horse attack / F.G. Deng, X.H. Li, H.Y. Zhou, Z. Zhang // Physical Review A.-2005.-V.72, issue 4.- 044302.

. Deng F.G. Bidirectional quantum secret sharing and secret splitting with polarized single photons / F.G. Deng, H.Y. Zhou, G.L. Long // Physics Letters A.-2005.-V. 337, issues 4-6.- P.329-334.

. Tittel W. Experimental demonstration of quantum secret sharing / W. Tittel, H. Zbinden, N. Gisin // Physical Review A.-2001.-V.63, issue 4.- 042301.

. Yang C.P. Efficient many-party controlled teleportation of multiqubit quantum information via entanglement / C.P. Yang, S.I. Chu, S. Han // Physical Review A.-2004.-V.70, issue 2.- 022329.

. Deng F.G. Symmetric multiparty-controlled teleportation of an arbitrary two-particle entanglement / F.G. Deng, C.Y. Li, Y.S. Li, H.Y. Zhou, Y. Wang // Physical Review A.-2005.-V.72, issue 2.- 022338.

. Li X.H. Efficient symmetric multiparty quantum state sharing of an arbitrary m-qubit state / X.H. Li, P. Zhou, C.Y. Li, H.Y. Zhou, F.G. Deng // Journal of Physics B: Atomic, Molecular and Optical Physics.- 2006.-V.39, issue 8.-1975.

. Yan F.L. Quantum secret sharing between multiparty and multiparty without entanglement / F.L. Yan, T. Gao // Physical Review A.-2005.-V.72, issue 1.- 012304.

. Zhang Z.J. Multiparty quantum secret sharing of secure direct communication // Physics Letters A.- 2005.-V. 342, issues 1-2.- P.60-66.

. Wang J. Multiparty controlled quantum secure direct communication using Greenberger–Horne–Zeilinger state / J. Wang, Q. Zhang, C. Tang // Optics Communications.-2006.-V. 266, issue 2.-P.732-737.

. Markham D. Graph states for quantum secret sharing / D. Markham, B.C. Sanders // Physical Review A.-2008.-V.78, issue 4.- 042309.

. Hsu L.Y. Cryptanalysis of Quantum Secret Sharing Using Graph States / L.Y. Hsu, W.T. Yen // Chinese Journal of Physics.-2010.-V.48, issue 1.-P.138-142.

. GAO Gan Multiparty Quantum Secret Sharing Using Two-Photon Three-Dimensional Bell States // Communications in Theoretical Physics.-2009.-V.52, issue 3.-P.421-424.

. Song T.T. Participant Attack and Improvement to Multiparty Quantum Secret Sharing Based on GHZ States / T.T. Song, Q.Y. Wen, F. Gao, H. Chen // International Journal of Theoretical Physics.-2013.- V.52, issue 1.- P.293-301.

. Tan X. Improved Three-Party Quantum Secret Sharing Based on Bell States / X. Tan, L. Jiang // International Journal of Theoretical Physics.-2013.-V.52, issue 10.- P.-3577-3585.

. Schmid C. Experimental Single Qubit Quantum Secret Sharing / C. Schmid, P. Trojek, M. Bourennane, C. Kurtsiefer, M. Żukowski, H. Weinfurter // Physical Review Letters.-2005.-V.95, issue 23.- 230505.

. Gaertner S. Experimental Demonstration of Four- Party Quantum Secret Sharing / S. Gaertner, C. Kurtsiefer, M. Bourennane, H. Weinfurter // Physical Review Letters.-2007.-V.98, issue 2.- 020503.

. Bogdanski J. Experimental quantum secret sharing using telecommunication fiber / J. Bogdanski, N. Rafiei, M. Bourennane // Physical Review A.- 2008.-V.78, issue 6.- 062307.

. Bhatia P.S. Experimental tripartite quantum state sharing and perfect teleportation of the two-qubit photonic state using genuinely entangled multipartite states // Journal of the Optical Society of America B.-2014.-V.31, issue 1.-P.154-163.

##submission.downloads##

Опубліковано

2015-02-04

Номер

Том 16 № 3 (2014)

Розділ

Статті

Ліцензія

Автори, які публікуються у цьому журналі, погоджуються з наступними умовами:

  1. Автори залишають за собою право на авторство своєї роботи та передають журналу право першої публікації цієї роботи на умовах ліцензії Creative Commons Attribution License, котра дозволяє іншим особам вільно розповсюджувати опубліковану роботу з обов'язковим посиланням на авторів оригінальної роботи та першу публікацію роботи у цьому журналі.

  2. Автори мають право укладати самостійні додаткові угоди щодо неексклюзивного розповсюдження роботи у тому вигляді, в якому вона була опублікована цим журналом (наприклад, розміщувати роботу в електронному сховищі установи або публікувати у складі монографії), за умови збереження посилання на першу публікацію роботи у цьому журналі.

  3. Політика журналу дозволяє і заохочує розміщення авторами в мережі Інтернет (наприклад, у сховищах установ або на особистих веб-сайтах) рукопису роботи, як до подання цього рукопису до редакції, так і під час його редакційного опрацювання, оскільки це сприяє виникненню продуктивної наукової дискусії та позитивно позначається на оперативності та динаміці цитування опублікованої роботи (див. The Effect of Open Access).