叠加态的同源图与量子洋葱路由
洋葱路由通过分层加密实现匿名性,确保任何中继节点都无法关联发送方与接收方。其量子版本面临核心障碍:分层的量子加密通常需要对称加密方案,而经典方案则依赖公钥加密。该研究团队提出一种基于对称加密的量子洋葱路由(QOR)方案,其每层加密通过复乘理论中的阿贝尔理想类群作用实现。会话密钥通过通信链中相邻节点间的Diffie-Hellman密钥交换在本地建立,并创新性地提出发送方与接收方之间的“非局域”密钥交换协议。该方案依赖的数学问题即使对量子敌手也保持困难性,同时支撑着现有后量子密码方案的安全性。 该方案与同源图及其结合方案相关联,利用Bose-Mesner代数形式化交换性并指导实现。研究人员给出两条实现路径:(i)使用多项式量子资源评估类群作用的通用量子预言机;(ii)通过连续时间量子行走(CTQW)的固有量子方法(本文概述其框架,详细理论见姊妹篇)。文末通过一个精简的Qiskit示例展示QOR的运作机理(该设计仅演示原理,未优化效率)。



