第1章 量子信息学基础知识 1
1.1 量子力学的基本概念和原理 1
1.1.1 量子力学五大基本假设 1
1.1.2 Hilbert空间与态矢量 2
1.1.3 算符（算子） 6
1.1.4 线性厄米算符及其本征值和本征矢 表象 8
1.1.5 量子态的演化幺正变换 11
1.1.6 量子测量 13
1.2 量子信息的重要特性 18
1.2.1 量子比特及其叠加特性 18
1.2.2 量子测不准性 20
1.2.3 量子不可克隆性 22
1.2.4 量子纠缠性 23
1.2.5 量子相干性 24
1.3 量子纠缠交换 24
1.4 量子密钥分配 26
1.4.1 BB84协议 26
1.4.2 B92协议 27
1.4.3 EPR协议［18］ 28
1.5 量子逻辑门 29
1.5.1 单比特量子逻辑门 29
1.5.2 多比特量子逻辑门 31
1.6 量子稠密编码 32
1.7 量子隐形传态 35
1.7.1 量子隐形传态 35
1.7.2 可控量子隐形传态 38
1.8 量子秘密共享 41
1.8.1 方案依据的基本原理——GHZ三重态的量子关联性 42
1.8.2 协议描述 43
1.9 量子交换测试电路 44
1.10 量子单向函数和量子指纹 45
1.10.1 量子单向函数 45
1.10.2 量子指纹 48
第2章 信息签名基础 50
2.1 经典数字签名基础 50
2.1.1 数字签名的概念 50
2.1.2 数字签名的分类 52
2.1.3 计算复杂性问题及单向函数 55
2.1.4 经典数字签名协议示例 58
2.1.5 经典数字签名协议的弱点 60
2.2 Zeng协议 61
第3章 单用户量子签名协议 64
3.1 基于量子纠缠交换的数字签名协议 64
3.1.1 基本原理 64
3.1.2 签名算法描述 66
3.1.3 安全性分析 67
3.1.4 结论 69
3.2 基于EPR光子对的信息签名协议 69
3.2.1 基于测量结果比较的签名协议 69
3.2.2 基于量子远程通信的签名协议 71
3.2.3 结论 74
3.3 基于量子相干性的可信数字签名 74
3.3.1 基本原理 75
3.3.2 签名方案描述 75
3.3.3 安全性分析与讨论 78
3.3.4 结论 79
3.4 不依赖于仲裁的量子信息签名协议 80
3.4.1 签名协议描述 80
3.4.2 安全性分析与讨论 82
3.4.3 结论 84
3.5 本章小结 84
第4章 多用户量子签名协议 86
4.1 基于受控量子远程通信的多重数字签名协议 86
4.1.1 基本原理 86
4.1.1 签名协议描述 88
4.1.3 安全性分析 90
4.1.4 结论 92
4.2 基于受控量子远程通信的多重信息签名协议 92
4.2.1 基本原理 92
4.2.2 签名协议描述 95
4.2.3 安全性分析与讨论 97
4.2.4 结论 99
4.3 基于纠缠交换的量子有序多重数字签名协议 99
4.3.1 基本原理 100
4.3.2 量子有序多重数字签名方案 100
4.3.3 安全性分析及讨论 104
4.3.4 结论 105
4.4 量子广播多重签名协议 105
4.4.1 量子数字广播签名协议 106
4.4.2 量子信息广播签名协议 110
4.4.3 结论 114
本章小结 114
第5章 量子群签名 116
5.1 基本原理 116
5.2 协议内容 117
5.3 安全性分析 118
5.4 本章小结 120
第6章 量子盲签名 121
6.1 量子弱盲签名 121
6.1.1 基本原理 121
6.1.2 协议内容 121
6.1.3 安全性分析 125
6.1.4 小结 126
6.2 量子强盲签名 126
6.2.1 基本原理 126
6.2.2 协议内容 128
6.2.3 安全性分析 131
6.2.4 小结 132
第7章 量子代理签名 133
7.1 基于量子可控隐形传态的量子代理签名 133
7.1.1 基本原理 133
7.1.2 量子代理签名方案 135
7.1.3 安全性分析 136
7.1.4 结论 138
7.2 量子代理盲签名 138
7.2.1 基本原理 138
7.2.2 量子代理盲签名方案 139
7.2.3 方案分析 142
7.2.4 结语 145
7.3 量子代理多重签名［83］ 146
7.3.1 基本原理 146
7.3.2 量子代理多重签名方案 148
7.3.3 安全性分析 149
7.3.4 结论 150
第8章 量子签名在电子支付系统中的应用 151
8.1 基于量子群签名的电子支付系统 151
8.1.1 基本原理 151
8.1.2 协议内容 152
8.1.3 安全性分析 156
8.2 基于量子盲签名和群签名的电子支付系统 157
8.2.1 协议描述 157
8.2.2 安全性分析及两种系统的对比 161
8.3 基于量子代理盲签名的跨行电子支付系统 162
8.3.1 基本原理 162
8.3.2 跨行支付协议 163
8.3.3 方案的安全性分析 166
8.4 本章小结 167
第9章 量子签名在电子投票系统中的应用 168
9.1 安全量子投票协议 168
9.1.1 基本原理 169
9.1.2 量子投票协议描述 169
9.1.3 安全性分析与讨论 172
9.1.4 结论 174
9.2 基于GHZ四粒子纠缠相干性的电子投票方案 174
9.2.1 基本原理 174
9.2.2 协议描述 176
9.2.3 安全性分析 180
9.2.4 结论 182
参考文献 183