Quantum Digital Signature based on Quantum One-way Functions
提出了一种基于量子力学的量子数字签名协议。利用量子信息定理证明了协议的安全性依赖于量子单向函数的存在性。该协议涉及一个所谓的仲裁者，该仲裁者验证和认证签名的消息。在该协议中，我们使用私钥算法来保证信道上量子信息的安全性，并使用量子公钥对消息进行签名。为了保证消息的真实性，采用了一族量子稳定子码。该协议为将来的保密通信中构造最终安全的数字系统提供了一种新的方法。
2004-06-24 quant-ph
Cryptanalysis of the arbitrated quantum signature protocols
仲裁量子签名（AQS）作为一种新的量子信息签名模型，近年来受到了广泛的关注。本文从伪造和否认两个方面对已有的AQS协议进行了分析。我们证明，在这些协议中，接收者鲍勃可以在已知消息攻击下实现发送者签名的存在性伪造。Bob甚至可以在使用协议对经典消息进行签名时实现通用伪造。此外，发送方Alice可以通过简单的攻击成功地否认她的任何签名。详细描述了攻击策略，并对协议的潜在改进进行了讨论。最后，我们还提出了几个有趣的问题，在未来的研究AQS协议。
2011-06-22 quant-ph
Quantum Digital Signatures
提出了一种基于量子物理基本原理的量子数字签名方案。它允许发送者（Alice）以这样一种方式签署消息，即签名可以由许多不同的人验证，并且所有人都同意消息来自Alice或它已被篡改。为了完成这个任务，消息的每个接收者都必须拥有爱丽丝的“公钥”的副本，这是一组量子态，其确切身份只有爱丽丝知道。量子公钥比经典公钥更难处理：例如，只有有限数量的副本可以流通，或者方案变得不安全。然而，作为这个代价的交换，我们实现了无条件安全的数字签名。发送一个m比特的消息对于公钥的每个接收者来说都要消耗O（m）个量子比特。我们简要讨论了如何安全地分发量子公钥，并证明了使用一种密钥分发方法的签名方案是绝对安全的。该协议为将经典公钥密码学的思想引入量子世界提供了一个模型。
2001-11-15 quant-ph
A Feasible Hybrid Quantum-Assisted Digital Signature for Arbitrary Message Length
目前使用的基于非对称加密的数字签名将容易受到运行Shor算法的量子计算机的攻击。在这项工作中，我们提出了一个新的量子辅助数字签名协议的基础上产生的对称密钥的量子密钥分发，允许签名和验证消息以一种简单的方式实现了目前可用的经典和量子技术的集成。该协议描述了由一个发送方和两个接收方组成的三用户场景。与以前的方案相比，它与消息长度无关。分析了该协议的安全性、完整性、真实性和不可否认性。
2023-03-01 cs.CR quant-ph
Quantum Signature Protocol without the Trusted Third Party
提出了一种基于Greenberger-Horne-Zeilinger（GHZ）态相关性的可信数字签名方案。在该方案中，通过对每个GHZ三元组的第三个粒子进行局部酉运算，Alice可以对消息M进行编码并获得其签名S。Bob对合并后的GHZ三元组进行CNOT操作，可以恢复消息M，并直接认证Alice的签名S。我们的方案设计使用量子密钥来保证无条件的安全性，以及使用量子指纹来避免欺骗攻击和降低通信复杂度。
2006-12-11 quant-ph
Arbitrated quantum signature schemes without using entangled states
数字签名是用于证明数字消息或文档的真实性的数学方案。为了实现量子信息的签名，人们提出了一些仲裁量子签名方案。然而，在现有的文献中，仲裁量子签名方案依赖于纠缠。本文提出了两个在签名和验证阶段不使用纠缠态的仲裁量子签名方案。第一个建议方案可以保留现有方案的优点。然后，我们指出，在这个方案和以前的方案中，存在一个问题，鲍勃可以否认签名的完整性。为了克服这个问题，我们构造了另一个仲裁量子签名方案，而不是使用量子纠缠态，而是使用一个公共板。新方案具有三个优点：不使用纠缠态，同时保留了现有方案的优点;签名的完整性可以避免被接收方否认;提高了传输效率，降低了实现的复杂度。此外，我们提出了一种技术，使量子消息可以保持秘密的仲裁的量子签名方案中的仲裁者。
2010-03-11 quant-ph
Quantum digital signatures with smaller public keys
我们介绍了量子签名的一种变体，其中非二进制符号被签名而不是比特。公钥是指纹状态，就像在Gottesman和Chuang的方案中一样，但我们允许多种方式部分地揭示私钥。这种修改的效果是减少了每个消息比特所消耗的量子比特的数量。我们给出了一个安全性证明，我们提出的数值结果表明，如何提高公钥大小取决于消息长度。
2021-05-23 quant-ph
On the security of arbitrated quantum signature schemes
仲裁量子签名（Arbitrated Quantum Signature，AQS）方案的实现依赖于可信第三方的参与，由于其潜在的无条件安全性，在过去十年中受到了广泛的关注。近年来，一些典型的AQS方案被密码分析和改进。本文分析了一些AQS方案的安全性，指出无论是原有的还是改进的AQS方案都是不安全的，因为消息和相应的签名可以在不同的接收者之间交换，允许接收者拒绝接受指定消息的签名。文中还讨论了AQS格式的进一步改进方法。
2012-05-15 quant-ph
Unconditionally Secure Quantum Signatures
签名方案是由Diffie和Hellman于1976年提出的，在现代通信中已经变得无处不在。它们允许从一个发送者到多个接收者的消息交换，保证消息不能被伪造或篡改，并且消息也可以从一个接收者转发到另一个接收者而不影响其有效性。签名与加密不同，但其重要性并不亚于加密，后者可确保消息的隐私性。常用的签名协议-基于Rivest-Adleman-Shamir（RSA）算法、数字签名算法（DSA）和椭圆曲线数字签名算法（ECDSA）的签名-仅在计算上是安全的，类似于公钥加密方法。事实上，由于这些依赖于寻找离散素数或分解大素数的困难，因此随着量子计算机的出现，它们将变得完全不安全。因此，我们可能会看到向签名协议的转变，即使在后量子世界中也将保持安全。理想情况下，这种方案将提供无条件的或信息理论的安全性。在本文中，我们的目标是提供一个访问和全面的审查现有的无条件安全的签名方案签署经典的消息，重点是无条件安全的量子签名方案。
2015-08-08 cs.CR quant-ph
Improvement of a quantum broadcasting multiple blind signature scheme based on quantum teleportation
近年来，基于量子隐形传态的广播多重盲签名方案被首次提出。它具有量子多重签名和量子盲签名的性质，并且具有无条件安全性。本文分析了该协议的安全性，证明了签名者Ui可以通过单粒子测量获知签名消息m，并且签名消息m可以被任意人根据该方案任意修改。此外，该方案还存在参与者攻击和外部攻击。最后，我们提出了一个改进的协议，并证明了改进的方案可以抵抗所有的上述攻击。同时，密钥可以反复使用，这将使它更有效和实用。
2015-12-28 quant-ph
Unconditionally secure digital signatures implemented in an 8-user quantum network
了解和可验证地证明消息来源的能力通常与加密消息本身一样重要。在这里，我们提出了一个实验演示的无条件安全的数字签名（USS）协议的第一次实施，据我们所知，在一个完全连接的量子网络没有可信的节点。我们的USS协议是安全的，防止伪造，否认和消息是可转移的。我们展示了无条件安全签名的可行性，仅使用分布在整个网络中的二分纠缠态，并通过实验评估了该协议在现实世界中具有不同消息长度的情况下的性能。
2022-02-10 cs.CR quant-ph
Efficient Quantum Digital Signatures over Long Distances with Likely Bit Strings
提出利用可能比特串改进基于哈希函数的量子数字签名协议，显著提升签名速率（超100倍）并延长签名距离（约150公里），同时通过Alice参与验证降低计算复杂度。
2024-02-07 quant-ph
Two Quantum Proxy Blind Signature Schemes Based on Controlled Quantum Teleportation
我们提出了一个通过六粒子纠缠信道从发送者（Alice）到接收者（Bob）传送一个未知的二粒子纠缠态的方案。我们还提出了另一种方案，通过一个五量子比特的团簇态，在同一个发送者和接收者之间以双向的形式传输一个未知的单粒子纠缠态。这两种方案都采用了单向散列函数、Bell状态测量和酉运算。我们的方案使用量子力学的物理特征来实现委托、签名和验证过程。此外，在这些方案中采用了量子密钥分发协议和一次一密。
2022-10-26 quant-ph
Continuous-variable quantum digital signatures over insecure channels
数字签名确保了传统消息的完整性及其发送者的真实性。尽管它们在现代通信中有着广泛的应用，但目前使用的签名方案依赖于计算假设，并且将被量子计算机变得不安全。我们提出了一个量子数字签名（QDS）方案，其安全性是基于不可能完全和确定性地区分量子态。我们的连续变量（CV）计划依赖于相位测量的分布式字母表的相干态，并允许对量子对手进行集体分束器和纠缠克隆攻击的安全消息认证。至关重要的是，在CV设置中，我们第一次允许量子信道上的窃听者，但保留比以前的协议更短的签名长度，没有窃听者。这开辟了以最小的修改实现CV QDS以及现有CV量子密钥分发（QKD）平台的可能性。
2019-07-09 quant-ph
Comment on "An arbitrated quantum signature scheme with fast signing and verifying"
最近，Liu等人（Quantum Inf Process（2014）13：491-502）提出了仲裁量子签名（AQS）方案，其中签名接收者（Bob）可以通过可信仲裁者的帮助来验证签名者的签名。然而，本文表明，一个恶意的鲍勃可以执行存在性伪造的签名下的选择消息攻击而不被发现。
2015-12-02 quant-ph
Experimental Quantum Digital Signature over 102 km
量子数字签名（QDS）是一种保证签名的不可否认性、不可伪造性和可传递性的信息论安全方法。以往的量子分布式系统的实验实现都依赖于不切实际的安全信道假设，最长距离只有几公里。在这里，我们已经实验证明了最近提出的QDS协议没有任何安全通道。利用诱饵状态调制，我们已经成功地签署了一个比特的消息，通过长达102公里的光纤。此外，我们连续运行该系统签署了较长的消息“USTC”与32位在51公里的距离。我们的研究结果铺平了道路的实际应用QDS。
2016-08-03 quant-ph
How to Sign Quantum Messages
Université de Montréal (DIRO)（蒙特利尔大学）
本研究提出三种创新方法，首次实现量子消息的公开可验证签名，基于后量子安全函数和动态验证密钥，同时设计了抗篡改的量子公钥加密方案和新型量子货币方案。
2026-01-04 cs.CR quant-ph
Continuous-variable quantum digital signatures that can withstand coherent attacks
本文提出一种连续变量量子数字签名协议，利用保真度测试函数抵御一般相干攻击，并通过精炼的一次性通用哈希签名技术提升效率，在兆比特消息签名中签名长度较现有方案减少八个数量级。
2024-11-22 quant-ph
Verifier-initiated quantum message-authentication via quantum zero-knowledge proofs
Graduate School of Mathematics, Nagoya University（名古屋大学大学院数学研究科）；School of Data Science, The Chinese University of Hong Kong, Shenzhen（香港中文大学（深圳）数据科学学院）；International Quantum Academy（国际量子学院）
本研究提出了一种基于量子零知识证明的验证者发起量子签名方案，实现了高效安全的按需认证，适用于量子网络和区块链应用。
2026-09-23 quant-ph
Secure and practical multiparty quantum digital signatures
量子数字签名（QDS）保证了信息理论上的安全性，防止了消息的否认和伪造。与现有的三方QDS协议相比，多方QDS协议在发送海量消息时，在两个以上接收者的实际情况下具有独特的优势。然而，复杂的安全分析、众多的量子信道和较低的数据利用效率使得三方扩展到多方的场景非常困难。在这里，基于六态非正交编码协议，我们提出了一个有效的多方QDS框架，以克服这些困难。在我们的协议中，量子信道的数量仅线性地依赖于用户的数量。引入后匹配方法，提高数据利用效率，使其与检测事件的概率线性缩放，即使在五方场景。我们的工作弥补了缺乏实用的多方协议，这为未来的QDS网络铺平了道路。
2021-08-13 quant-ph
Experimental demonstration of quantum digital signatures using phase-encoded coherent states of light
数字签名经常用于数据传输中，以防止假冒、否认和消息篡改。目前使用的经典数字签名方案依赖于公钥加密技术，其中所谓的“单向”数学函数的复杂性用于在足够长的时间尺度上提供安全性。目前还没有数学证据证明这种技术的长期安全性。量子数字签名提供了一种发送消息的方法，该消息不能被伪造或否认，其安全性由信息理论极限和量子力学验证。在这里，我们展示了一个实验系统，它将量子签名从一个发送者分发给两个接收者，并使消息发送确保防止伪造和否认。此外，我们还分析了系统在一些典型场景下的安全性。该系统是基于光的相位编码相干态的干涉，我们的实现利用保偏光纤和波长为850 nm的光子。
2013-06-04 physics.optics quant-ph
A Simple and Efficient One-Shot Signature Scheme
MIT（麻省理工学院）
研究一次性签名方案效率低的问题，提出新的简单高效方案，能对任意多项式长度消息签名，使用较少的签名密钥和较小的签名，节省运行时间，实现完美正确性和强签名不可压缩性。
2026-07-28 cs.CR quant-ph
Tight quantum security of the Fiat-Shamir transform for commit-and-open identification schemes with applications to post-quantum signature schemes
将Fiat-Shamir变换应用于身份认证方案是构造签名方案的主要方法之一。虽然这种变换的经典安全性已经很好地理解，但直到最近才提出了量子情况下的通用结果[DFMS 19，LZ 19]。这些结果是渐近的，因此不能用来推导这些签名方案的具体安全性，而没有一个显着的参数损失。在本文中，我们表明，如果我们开始从一个提交和开放的识别计划，其中证明者首先提交几个字符串，然后作为第二个消息打开一个子集，它们取决于验证者的消息，然后有一个紧密的量子减少的菲亚特-沙米尔变换到特殊的健全的概念。我们的工作适用于这种形式的大多数3轮方案，并可以立即用于导出签名方案的量子具体安全性。我们将我们的技术应用到几个识别方案，导致签名方案，如斯特恩的识别方案基于编码问题，[KTX 08]识别方案基于格问题，[SSH 11]识别方案基于多变量问题，密切相关的NIST候选MQDSS，和PICNIC计划基于多方计算问题，这也是一个NIST候选人。
2021-03-16 quant-ph
Quantum signature scheme with single photons
量子数字签名是量子理论与经典数字签名的结合。该领域的主要目标是利用量子效应提供无条件安全的签名。提出了一个不利用纠缠效应而具有消息恢复的量子签名方案。该方案最重要的性质是不需要使用Greenberger-Horne-Zeilinger态。该方案利用单光子来实现签名和验证的目的。该方案的安全性依赖于量子一次一密和量子密钥分发。效率分析表明，该方案是一个有效的方案。
2005-11-23 quant-ph
Quantum public-key cryptosystems based on induced trapdoor one-way transformations
引入了诱导陷门单向量子变换（OWQT）概念，并在此基础上提出了量子信息公钥加密（PKE）的理论框架，在此框架下给出了RSA的量子版PKE、ElGamal、Goldwasser-Micali、椭圆曲线、McEliece、Niederreiter和Okamoto-Tanaka-Uchiyama等几种量子公钥加密（QPKE）协议.虽然所有这些协议都是计算安全的，但最后三个协议在后量子时代可能是安全的。此外，基于导出的陷门OWQT，给出了量子消息的公钥认证和签名的理论框架。作为例子，给出了一个基于SN-S认证方案的量子消息公钥认证协议和两个分别基于RSA和McEliece算法的量子数字签名协议。
2011-07-12 quant-ph
Security problem on arbitrated quantum signature schemes
到目前为止，已经发展了许多仲裁量子签名方案的可信第三方的帮助下实现。为了保证无条件的安全性，大多采用基于泡利算子的最优量子一次性加密方法。然而，在本文中，我们指出，以前的方案只提供了一个安全的完全打破，实际上存在一个简单的存在伪造攻击，以有效地修改发送的消息和签名对。此外，我们还提供了一个简单的方法来恢复对拟议的攻击的安全性。
2011-06-27 quant-ph
Quantum digital signatures with quantum key distribution components
数字签名保证了信息的真实性和可传递性，在现代通信中得到了广泛的应用。然而，目前使用的经典数字签名方案的安全性依赖于计算假设。相反，量子数字签名（QDS）方案提供了由量子力学定律保证的信息理论安全性。我们提出了两个QDS协议，具有相同的实验要求的量子密钥分发，这是已经商业化。我们还提出了第一个安全性证明的任何QDS计划一致伪造攻击。
2014-11-22 quant-ph
Secure Quantum Signatures Using Insecure Quantum Channels
数字签名在现代通信中被广泛应用，以保证消息的真实性和可传递性，目前使用的经典方案的安全性依赖于计算假设。提出了一种不需要可信量子信道的量子签名方案。我们证明了它对最一般的相干攻击是无条件安全的，并表明它需要传输的量子态比以前的计划显着减少。我们还表明，我们的方案的量子信道噪声阈值是不严格的提取安全密钥使用量子密钥分发。这表明直接量子签名方案可以优于依赖于使用量子密钥分发生成的秘密共享密钥的签名方案。
2016-10-05 quant-ph
Improving the security of arbitrated quantum signature protocols
仲裁量子签名（Arbitrated Quantum Signatures，AQS）是用来对量子信息进行签名的一种方法。AQS方案可以保证无条件安全。然而，在本文中，我们表明，所有提出的AQS协议是不安全的，如果使用量子一次性密码本加密，签名者爱丽丝总是可以成功地获得鲍勃的秘密密钥和否认她的任何签名。详细的攻击策略和安全性分析。此外，对原有协议进行了修改，提高了AQS协议的安全性。同时，我们提出了一种方法来反对高等人（arXiv：1106.4398v1）提出的Alice的否认。
2011-10-13 quant-ph
Revocable Quantum Digital Signatures
本文研究可撤销数字签名，基于LWE和OWF构造两类原语，分别实现签名密钥和签名的量子撤销，并引入两层一次性签名等新概念。
2023-12-21 cs.CR quant-ph
Asynchronous measurement-device-independent quantum digital signatures
针对量子数字签名网络落地的干涉难度高、信道损耗大、探测器易遭侧信道攻击等问题，提出结合异步双光子干涉与一次性通用哈希的异步MDI-QDS协议，性能提升数倍且传输距离翻倍，为量子网络不可否认大规模数据处理铺路。
2024-07-11 quant-ph
Making Existential-Unforgeable Signatures Strongly Unforgeable in the Quantum Random-Oracle Model
强不可伪造签名方案提供了比标准的存在不可伪造性更严格的安全保证。它要求不仅在新电文上伪造签名是困难的，而且在对手以前已经看到有效签名的电文上产生新签名也是不可行的。强不可伪造的签名在实践中非常有用，并且在许多密码构造中作为构建块。本文研究了Teranishi等人提出并在经典随机预言模型中证明的一种通用变换，该变换将任何存在不可伪造的方案编译为强不可伪造的方案。我们的主要贡献是表明，该转换也适用于量子随机预言模型中的量子对手。我们开发的证明技术，如自适应编程的量子随机预言机在一个新的设置，这可能是独立的利益。将该变换应用于Cash等人提出的存在不可伪造签名方案，在量子随机预言模型下，我们得到了一个有效的量子安全强不可伪造签名方案。
2015-09-09 cs.CR quant-ph
One-Time Universal Hashing Quantum Digital Signatures without Perfect Keys
该研究提出无需完美密钥的一次性通用哈希量子数字签名方案，用存在有限泄露的不完美量子密钥实现安全签名，大幅提升签名速率、降低后处理延迟，兼容各类量子密钥生成协议，为量子网络中数字签名的实用化铺路。
2023-10-05 cs.CR quant-ph
Quantum digital signature scheme
数字签名是现代通信的基石，用于防止收件人以外的任何一方的伪装，签名人的否认和任何个人收件人的伪造。如果签字（a）是取决于所要签字的电文的一种模式，（b）是建立在签字人所熟知和独有的某些信息之上，（c）可由所有接收人储存，则数字签字办法被认为是标准的。虽然经典方法只提供计算安全性，但量子力学保证了信息理论安全和标准数字签名方案。然而，标准的量子数字签名方案是基于量子单向函数的，因此需要长时间的量子存储器来存储量子签名，这在实际上还不可行。我们在这里演示了一个标准的量子数字签名方案，通过用多方控制的EPR信道代替量子单向函数。它允许签名者生成非局部相关的量子签名，而不是一个唯一的量子态的多个副本，并确保对任何个人的安全，因为其他人有非局部相关的信息。
2015-12-30 quant-ph
Semiquantum proxy blind signature based on quantum teleportation
本文提出一种基于X态和量子隐形传态的半量子代理盲签名方案，原始签名者和验证者为半量子参与者，协议具备完全盲性、不可伪造性、不可否认性且抗窃听，所需量子资源更少，更易实现。
2023-10-30 quant-ph
280-km experimental demonstration of quantum digital signature with one decoy state
量子数字签名（QDS）以其信息论安全性保证了签名消息的不可伪造性、不可否认性和可传递性，因而近年来受到广泛关注。然而，大多数以前的实现QDS显示出相对较低的签名率或/和短的传输距离。在本文中，我们报告了一个证明的原理相位编码量子点演示使用只有一个诱饵状态。首先，该方法避免了对真空态的调制，从而降低了实验复杂度和随机数消耗。此外，结合低损耗的非对称马赫-曾德尔干涉仪和实时偏振校准技术，我们成功地实现了更高的签名率，例如，0.98比特/秒，103公里，迄今为止，创纪录的传输距离超过280公里的安装光纤。我们的工作代表了QDS实际应用的重要一步。
2020-03-01 quant-ph
A quantum algorithm for one-shot signatures
BTQ Technologies（BTQ科技有限公司）；QPerfect
提出一种高效的一次性签名方案的预混淆电路实现，通过生成经典公钥/量子密钥对和签名阶段，实现无算法错误且可经典验证的签名，逻辑量子比特和门复杂度分别为Θ(κlog(r)+n+l)和Θ(n³+nl)。
2026-10-15 cs.CR quant-ph
Experimental transmission of quantum digital signatures over 90-km of installed optical fiber using a differential phase shift quantum key distribution system
量子数字签名将量子力学应用于保证信息完整性和不可否认性的信息理论安全问题，与量子密钥分发实现的保密性相辅相成。以前的实验演示仅限于实验室环境中小于5公里的光纤传输距离。在这里，我们报告了量子数字签名在安装光纤以及迄今为止报告的最长传输链路上的首次演示。该演示使用了90公里长的差分相移量子密钥分发系统，以实现大约每秒一个签名位-签名生成速率比以前的光纤演示增加了几个数量级。
2016-08-15 quant-ph
Efficient Quantum Digital Signatures without Symmetrization Step
量子数字签名（QDS）利用量子力学原理，保证了信息的不可否认性、不可伪造性和可传递性，具有信息论的安全性。目前的QDS协议面临两个主要的限制，包括对称化步骤的要求与额外的安全经典信道和二次缩放的签名率与检测事件的概率。在这里，我们提出了一个有效的QDS协议，以克服这些问题，利用经典的后处理操作称为后匹配方法。我们的协议不需要对称化步骤，签名率与检测事件的概率呈线性关系。仿真结果表明，在100公里长的光纤中，签名率比原协议提高了三个数量级。该协议与现有的量子通信基础设施兼容，因此我们预计它将在提供无条件安全的数字签名方面发挥重要作用。
2021-04-08 quant-ph
Practical quantum multiparty signatures using quantum-key-distribution networks
数字签名被广泛用于提供通信安全。与此同时，目前部署的数字签名协议的安全性是基于未经证实的计算假设。量子密钥分发（QKD）是保证通信无条件（信息论）安全的一种有效方法，其安全性是基于量子力学定律的。在这项工作中，我们开发了一个无条件安全的签名方案，保证在QKD网络中的任意长度的消息的真实性和可传输性。在所提出的设置中，QKD网络由两个子网组成：（i）包括签名者并限制恶意节点数量的内部网络，以及（ii）对恶意节点数量没有假设的外部网络。在外部子网中缺乏信任假设的结果是需要来自内部子网接收者的帮助来验证外部子网接收者的消息签名对。我们提供了一个全面的安全分析所开发的方案，执行的方案参数的优化方面的秘密密钥消费，并证明所开发的方案是兼容的能力，目前可用的QKD设备。
2022-01-18 cs.CR quant-ph
Secure and Efficient Quantum Signature Scheme Based on the Controlled Unitary Operations Encryption
本文针对仲裁量子签名中QOTP易受攻击的问题，提出基于链式受控酉操作的高效AQS协议，有效防止否认与伪造攻击，为量子签名协议发展提供新思路。
2025-07-14 cs.CR quant-ph
Experimental measurement-device-independent quantum digital signatures over a metropolitan network
量子数字签名（QDS）提供了一种具有信息论安全性的电子通信签名方法。然而，之前所有的量子数字签名演示都假设了可信的测量设备。这使得它们容易受到检测器侧信道攻击，就像量子密钥分发一样。在这里，我们利用一个测量设备无关（MDI）量子网络，在200平方公里的大都市区域，进行现场测试的三方测量设备无关的量子数字签名（MDI-QDS）方案，是安全的，对任何检测器侧信道攻击。通过这样做，我们能够成功地签署一个安全级别约为1 E-7的二进制消息。值得注意的是，我们的工作证明了MDI-QDS的实际应用的可行性。
2017-03-07 quant-ph
The Classical-Quantum Multiple Access Channel with Conferencing Encoders and with Common Messages
我们证明了编码定理的两种情况下的合作编码器的多址信道有两个经典的输入和一个量子输出。在第一种情况下（具有公共消息的ccq-MAC），两个MAC各自具有其私有消息，但也希望传输公共消息。在第二种情况下（带有会议编码器的ccq-MAC），每个发送方都有自己的消息集，但在对消息进行编码之前，允许它们在彼此之间使用有限数量的无噪声经典通信。该会议协议可以取决于他们打算发送的每个单独的消息。这两个场景不仅在精神上彼此相关-具有公共消息的ccq-MAC的近最优码的存在被用于证明具有会议编码器的ccq-MAC的近最优码的存在。
2013-10-07 cs.IT math-ph math.IT
Quantum Digital Signatures with Random Pairing
数字签名可以保证消息的不可伪造性和可传递性。与经典数字签名的安全性依赖于计算复杂度不同，量子数字签名具有信息论安全性。我们提出了一种通用的随机配对QDS方法（RP-QDS），它可以大大提高QDS的效率。在某种程度上，我们的随机配对方法提供了一个收紧的结果的安全级别的量子点。在该方法中，每对的奇偶校验值被用于结果比特值。我们提出了一般公式的分数未标记的位和错误率的结果位。随机配对可以作为提高现有量子密钥分发（QKD）协议QDS效率的基本方法。我们以发送或不发送（SNS）量子点和无侧信道（SCF）量子点为例，通过数值模拟来证明随机配对的优势。随机配对的类似优点也被发现与诱饵状态MDIQKD和诱饵状态BB84协议。我们通过新的优化研究了有限数据量的RP-SNS-QDS。数值仿真结果表明，在噪声信道下，使用随机配对方法可以使签名率提高100%以上。
2022-01-25 quant-ph
Measurement-Device-Independent Quantum Digital Signatures
数字签名在软件分发、现代通信和金融交易中发挥着重要作用，在这些领域中，检测伪造和篡改非常重要。签名是一种加密技术，用于验证消息、软件或数字文档的真实性和完整性。目前使用的经典方案的安全性依赖于计算假设。另一方面，量子数字签名（QDS）提供了基于量子物理定律的信息理论安全性。最近的工作表明，这种方案不需要可信的量子信道，并且对一般的相干攻击是无条件安全的。然而，在实际的量子分布式系统中，正如在量子密钥分发（QKD）中一样，检测器可能会受到侧信道攻击，这可能使实际实现不安全。受与测量设备无关的量子密钥分发（MDI-QKD）思想的启发，提出了一种可抵抗所有检测器侧信道攻击的与测量设备无关的量子密钥分发（MDI-QDS）方案.基于实际MDI-QKD的快速发展，我们的MDI-QDS协议也可以实验实现，因为它需要类似的实验装置。
2017-04-24 quant-ph
Quantum Cheques
针对公开可验证量子货币难以实现的问题，提出量子支票概念，基于LWE假设构建，通过两个新原语实现，仅需银行签发时量子通信，支付存款全经典。
2024-04-18 cs.CR quant-ph
Using Hash-Based Signatures to Bootstrap Quantum Key Distribution
量子密钥分发是一种需要认证信道的秘密分发技术。此通道通常使用无条件安全的消息认证码（MAC）和初始公共秘密在未经认证的通信介质上创建。我们研究的后果，取代这种MAC算法的加密哈希为基础的签名算法，如Lamport算法。我们表明，提供单向功能存在，Lamport算法或其变体可以在一个安全的方式在通用可组合的意义上，并因此可以插入到任何QKD协议与可组合的安全证明在一个安全的方式。这种关联，虽然依赖于短期的计算硬度假设，结果增加了QKD的实际安全性，并简化了其部署。
2013-07-25 cs.CR quant-ph
Signature of existence of a BEC-type state in a dilute gas above the BEC transition temperature
本文研究了在玻色-爱因斯坦凝聚（BEC）转变温度以上但不高出太多温度的稀气体的量子相干性性质。在这样的气体中，一小部分原子的相干长度可能大于相邻原子的平均距离，这意味着存在比热原子预期的更大的量子相干性。推测这部分原子中的一部分可能处于BEC型状态，可以解释一些无法解释的实验结果[Phys.Rev.A，71，043615（2005）]。
2014-08-08 cond-mat.mes-hall cond-mat.other cond-mat.quant-gas
A Note on the Post-Quantum Security of (Ring) Signatures
这项工作重新审视了量子世界中经典签名和环签名的安全性。对于（普通）签名，我们专注于最近提出的Alagic等人（Eurocrypt'20）可以说是更可取的安全概念的盲不可伪造性。我们提出了两个短签名方案实现这一概念：一个是在量子随机预言模型，假设SIS的量子硬度;另一个是在平原模型，假设量子硬度的LWE与超多项式模。在此之前，已知的盲不可伪造方案只有Lamport的一次签名和Winternitz的一次签名，并且这两个方案都是在量子随机预言模型下的。对于环签名，Chatterjee等人最近的工作（Crypto'21）提出了一个定义，试图通过量子访问签名者来捕获对手。然而，目前还不清楚，如果他们的定义，仅限于经典世界，是作为环签名的标准安全概念一样强。他们还提出了一种结构，只部分实现（甚至）这个看似薄弱的定义，在这个意义上，对手只能对消息进行叠加攻击，而不是环。我们提出了一个新的定义，不受上述问题的影响。我们的定义类似于环签名中的盲不可伪造性。此外，假设量子硬度的LWE，我们构造了一个编译器转换任何盲不可伪造（普通）签名到环签名满足我们的定义。
2021-12-11 cs.CR quant-ph
Quantum commitments and signatures without one-way functions
在经典世界中，承诺的存在等价于单向函数的存在。另一方面，在量子环境中，承诺并不意味着单向函数，但所有已知的量子承诺构造都至少使用单向函数。在量子世界中，单向函数真的是承诺所必需的吗？在这项工作中，我们表明，非交互式量子承诺（经典消息）与计算隐藏和统计绑定存在，如果伪随机量子态存在。伪随机量子态是有效生成的量子态的集合，但是它们的多项式数量的副本在计算上无法与Haar随机态的相同数量的副本区分开[Ji，Liu和Song，JiPTO 2018]。已知即使$\BQP=\QMA$（相对于量子预言机）也存在伪随机量子态[Kretschmer，TQC 2021]，这意味着即使不存在量子安全的经典密码原语也可以存在伪随机量子态。因此，我们的结果表明，量子承诺可以存在，即使没有量子安全的经典密码原语存在。特别是，即使不存在量子安全的单向函数，量子承诺也可以存在。在这项工作中，我们还考虑了数字签名，这是密码学中的其他基本原语。证明了在伪随机量子态存在的情况下，利用量子公钥的一次性安全数字签名是存在的。在经典环境中，数字签名的存在等价于单向函数的存在。另一方面，我们的结果表明，即使不存在量子安全的经典密码原语（包括量子安全的单向函数），量子签名也可以存在。
2022-02-14 cs.CC cs.CR quant-ph
