[发明专利]改进的可抵御实际攻击的连续变量量子密钥分发方法

权利要求书

1.一种改进的可抵御实际攻击的连续变量量子密钥分发方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤A：进行连续变量量子信息传输并对本振光进行实时监控；

步骤B：Alice和Bob对过采样数据进行预处理操作和数据后处理操作，其中预处理操作用于筛选出正确的原始密钥，数据后处理操作用于提取安全密钥；

所述步骤B包括如下步骤：

步骤B1：Alice和Bob对过采样数据进行预处理操作，包括采用峰谷查找算法及高斯后选择算法筛选出正确的原始密钥；

步骤B2：Alice和Bob对原始密钥数据进行相位补偿操作，Bob根据Homodyne输出峰谷值时隙对应的本振光强度评估实际系统散粒噪声方差，并随机抽取部分初始密钥，根据评估的散粒噪声方差评估实际系统运行关键参数，得到信号过噪声、调制方差以及信道透过率参数；

步骤B3：Bob通过基于LDPC编码的高效率多维协商算法对相位补偿后剩余的原始密钥数据进行纠错，输出一致的二进制共享密钥串；

步骤B4：Bob通过信道参数计算Holevo限及合法通信方的互信息量，得到信息压缩率，最后通过保密增强输出最终密钥；

所述步骤B1包括如下步骤：

步骤B1.1：Bob通过峰谷值查找算法对每个脉冲周期内的过采样数据进行比较分析，最终得到唯一的峰值或者谷值采样值，保证采集的数据值为真实编码相关值，获得预处理数据；

步骤B1.2：Bob对采集到的预处理数据进行高斯后选择操作，保证获得的数据处于实际Homodyne正常输出区间，获得原始密钥数据。

2.根据权利要求1所述的改进的可抵御实际攻击的连续变量量子密钥分发方法，其特征在于，所述步骤A包括如下步骤：

步骤A1：发送方Alice及接收方Bob对CVQKD系统进行通信初始化，包括对CVQKD系统中的相干光源、随机数源、调制器、检测器以及控制电路的初始化设置；

步骤A2：Alice端光分束器将相干光源分为信号光和本振光，并对信号光进行相位调制及幅度调制，通过时分及偏振复用将调制的信号光及剩余的本振光一起发送给Bob；

步骤A3：Bob通过时间及偏振的解复用，通过分束器分出部分本振光接入PositiveIntrinsic-Negative光电二极管进行检测，Positive Intrinsic-Negative光电二极管简称PIN管，并且AD数据采集卡过采样采集PIN管输出信号并保存过采样值；同时Bob利用Homodyne检测器随机测量接收到的信号，输出模拟电压信号；

步骤A4：Bob以与AD数据采集卡相同的过采样频率并通过AD数据采集卡同步对Homodyne输出的模拟电压信号进行数据过采样，并保存过采样数据。

3.根据权利要求2所述的改进的可抵御实际攻击的连续变量量子密钥分发方法，其特征在于，所述步骤A3包括如下步骤：

步骤A3.1：Bob同时通过PIN管连接AD数据板卡对本振光进行过采样实时光强监控，即利用光分束器beam splitter分出部分本振光进行PIN管检测，通过AD过采样获取本振光实时强度，用于数据预处理中的实际参数评估操作；其中，光分束器beam splitter简称BS；

步骤A3.2：Bob通过随机改变本振光相位，所述相位为0度或者90度，对应地对相干态正则分量X和P进行Homodyne检测。

4.根据权利要求1所述的改进的可抵御实际攻击的连续变量量子密钥分发方法，其特征在于，所述步骤B2包括如下步骤：

步骤B2.1：Alice和Bob对原始密钥数据进行相位补偿操作，Bob根据步骤B1中峰谷值查找算法找出的Homodyne输出峰谷值时隙，随后Bob找出每个脉冲相同时隙下本振光强度对应的本振光强度，并根据之前建立的本振光强与散粒噪声方差线性曲线评估实际系统散粒噪声方差；

步骤B2.2：随机抽取部分初始密钥，根据本振光强评估得到的散粒噪声方差根据最大似然估计评估实际系统运行关键参数，得到信号过噪声、调制方差以及信道透过率参数。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的改进的可抵御实际攻击的连续变量量子密钥分发方法，其特征在于，Bob利用同步过采样时钟对本振光强度进行实时监控。