量子網絡抽簽系統設計

張盛 孟增輝 左開偉 龔輝

（武警海警學院 浙江省寧波市 315800）

1 引言

抽簽由來已久，其應用范圍非常廣泛，適用于商業、政府、軍事以及教育等多個領域的眾多應用場景。抽簽系統的本質是通過隨機抽取的方式保證參與抽簽的各方能夠以公平的方式獲得某種排序。抽簽最關鍵的性能指標是公平性，即保證參與各方獲取最大的隨機性，且即使有人作弊，也必須付出相應的代價。當前，各類網絡抽簽系統或軟件比較流行，但是，其本質是基于網絡安全協議來保證其公平性。換而言之，傳統的網絡抽簽系統的安全性建立在數學密碼的基礎上。

量子密碼是近三十年來興起的一項新技術，其特點就在于具有理論上的無條件安全特性。與傳統的數學密碼相比，量子密碼的安全優勢是毋庸置疑的。其中，量子擲幣協議作為量子密碼的一個應用分支，可以幫助網絡雙方在互不信任的前提下，實現一次公平的隨機數共享。正因為如此，通過合理的拓展，量子擲幣可被用于構建一個公平的網絡抽簽系統。

2 量子擲幣協議概述

擲幣協議最初是由Blum 于1981 年提出，兩年以后，Bennett 和Brassard 提出了第一個量子擲幣協議。雖然，Mayers 等人證明了理想的量子擲幣協議是不存在的，但是，跟經典擲幣協議相比，量子版本顯然具有更高的安全性。一般而言，根據擲幣雙方的喜好值（0 或1）是否固定，可將量子擲幣協議分為強和弱兩個類型，固定喜好值的屬于強量子擲幣，反之則為弱量子擲幣。……