6、量子密码学：位置验证与一次性存储器的新进展

量子密码学：位置验证与一次性存储器的新进展

量子位置验证

在当今的数字世界中，位置验证是一个至关重要的安全问题。它涉及到确保设备只能在特定的空间区域内访问服务，防止恶意设备在区域外进行非法访问。传统的基于经典密码学的位置验证方案存在诸多局限性，而量子位置验证为解决这些问题提供了新的思路。

位置验证概述

位置验证是指一个设备（ prover ）向验证者（ verifier ）证明自己处于特定位置的过程。传统的经典密码学方法在面对多个设备的勾结攻击时，即使采用计算假设也难以保证安全性。而量子领域中，先前的信息论安全的位置验证方案也存在一定的局限性。

新方案的提出

为了解决这些问题，提出了一种在随机预言模型下的量子位置验证方案。该方案具有以下显著优势：
- 无需特定假设 ：与先前的工作不同，此方案不需要有界存储、检索或纠缠假设。
- 高效的位置认证 ：提供了一种高效的基于位置的认证协议，实现了与仅通过空间位置识别的实体进行安全且经过认证的通信。
- 多维度适用性 ：该协议使用量子密码学，在（量子）随机预言模型中被证明是安全的，并且适用于 3D 环境，甚至在任意维度和弯曲时空中都能工作。

1D 位置验证

为了便于理解和介绍，首先考虑一维位置验证的情况。假设存在两个验证者 V1 和 V2 ，分别位于位置 -1 和 1 ，诚实的证明者 P 位于位置 0 。验证者在时间 t = 0 向证明者发送消息，证明者在时间 t = 1 接收消息并进行处理，然后在时间 t