范宇腾,索磊,张春辉,2,陈家明,2,王琴,2*

(1南京邮电大学通信与信息工程学院量子信息技术研究所,江苏 南京 210003;2南京邮电大学通信与信息工程学院宽带无线与传感网技术教育部重点实验室,江苏 南京 210003)

0 引言

数字签名在现代通信中被广泛地应用于电子邮件和电子商务等领域,以保证信息的真实性和完整性。它允许一个发送者和多个接收者之间进行信息交换,并保证信息不被抵赖、窃取和篡改。经典数字签名方案的安全性源于非对称密钥加密技术,本质上基于数学计算复杂度,例如RSA算法[1]借助大整数因子分解的难度来保证信息安全,但随着计算机技术不断发展,传统加密算法受到了挑战。自2001年Gottesman和Chuang[2]将量子物理应用到数字签名后,量子数字签名(QDS)进入人们的视野。量子不可克隆定理[3]、测量塌缩理论和海森堡测不准原理[4]保证QDS具有无条件的安全性,这引起了国内外研究学者的兴趣。2006年,Andersson等[5]提出了使用多端口干涉替代Swap Test的QDS方案,提高了QDS协议的可操作性;2012年,Clarke等[6]借助相干态和线性光学元件省去了QDS方案中非破坏态比较的前提条件,并提出了可行性高的签名方案;2014年,Collins等[7]提出了不依赖量子存储器也能实现系统安全通信的QDS方案;2016年,Donaldson等[8]演示了数公里级别的量子数字签名实验;同年,Amiri等[9]、Yin等[10]提出了不依赖安全量子信道的QDS方案,加快了QDS的普及和实用化进程;2017年,Roberts等[11]用偏振编码方案实现了BB84协议与测量设备无关(MDI)协议可切换的QDS实验演示;2018年,Zhang等[12]利用参量……