量子物理
[提交于 2025年1月1日
]
标题: 量子伪随机认证
标题: Pseudorandom quantum authentication
摘要: 我们引入了伪随机量子认证方案(PQAS),这是一种高效的方法,用于加密量子态,且仅依赖于伪随机幺正算符(PRUs)的存在。 该方案保证,对于任何具有量子多项式时间(QPT)计算能力的窃听者来说,加密后的态与完全混合态不可区分。 此外,接收方可以验证态是否被篡改,并以渐近单位保真度恢复原始态。 我们的方案成本效益高,只需要多对数电路深度和一个共享密钥即可加密多项数量子态。 值得注意的是,即使没有量子安全的一次函数,PQAS也可能存在,它需要比语义经典密码学更弱的基本计算假设。 此外,PQAS对困扰基于QPT与哈达玛随机态不可区分性的协议的攻击具有安全性,例如选择明文攻击(CPA)以及揭示元信息(如量子资源)的攻击。 我们将泄露的元信息量与量子伪资源联系起来,赋予了这一概念实际意义。 作为一种应用,我们构建了重要的密码学原语,例如可验证的伪随机密度矩阵(VPRDM),这些矩阵在量子多项式时间内与随机混合态不可区分,但可以通过秘密密钥进行有效验证;还包括可验证的抗噪EFI对和单向态生成器(OWSG)。 我们的结果建立了一个新的量子信息处理范式,采用了更弱的计算假设。
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