[发明专利]连续变量量子密钥分发系统的秘密协商方法

说明书

本发明公开了一种连续变量量子密钥分发系统的秘密协商方法，包括本地译码器协商的步骤以及全局译码器协商的步骤。本发明提供的这种连续变量量子密钥分发系统的秘密协商方法，利用全局耦合低密度奇偶校验码的结构特性完成多个数据块同时译码，可以大大提高译码速度，高速译码可以满足高速的连续变量量子秘钥分发系统的技术要求；同时，在整个译码过程中存在本地译码器和全局译码器，针对译码出错的数据块进行二次译码可以大大降低系统的误帧率和误码率，可以提高连续变量量子秘钥分发系统的协商效率；因此本发明方法的可靠性高、准确性好且译码速度快。

技术领域

本发明属于信息安全技术领域，具体涉及一种连续变量量子密钥分发系统的秘密协商方法。

背景技术

在通信技术迅速发展的背景下，社会对信息通信的安全性的要求越来越高。近年来，量子密钥分发引起了越来越大的关注，量子密钥分发是利用量子纠缠效应进行信息传递的一种新的通信方式。量子密钥分发利用量子特性可以保证通信的无条件安全性。量子密钥分发分为连续变量量子密钥分发和离散变量量子密钥分发两种，连续变量量子密钥分发相比于离散变量量子密钥分发，可以实现单个脉冲编码多个比特因此可以实现更高的通信速率和效率。在连续变量量子密钥分发系统中包括信号制备、信号传输和信号的接收。秘密协商在信号接收中占据重要的地位，通过秘密协商可以去除错误的码元。秘密协商又可以分为正向协商和反向协商两种：正向协商为接收端根据发送端的数据进行纠错处理，而反向协商则是发送端根据接收端的数据进行纠错处理。由于正向协商无法突破3dB理论极限，因此，在反向协商中使用低密度奇偶校验码成为了普遍的技术方案。

在连续变量量子密钥分发技术中，人们通常使用常规的低密度奇偶校验码完成秘密协商过程。但是由于低密度奇偶校验码的校验矩阵的稀疏性，导致在协商过程中复杂度大大增加，而且计算的复杂度和协商的时间也将大大增加。

发明内容

本发明的目的在于提供一种可靠性高、准确性好且译码速度快的连续变量量子密钥分发系统的秘密协商方法。

本发明提供的这种连续变量量子密钥分发系统的秘密协商方法，包括如下步骤：

S1.本地译码器协商；

S2.全局译码器协商。

步骤S1所述的本地译码器协商，具体为利用全局耦合低密度奇偶检验码结构特性完成一级译码。

步骤S1所述的本地译码器协商，具体为采用如下步骤进行协商：

A.发送方将发送数据通过高斯信道发送到接收端；

B.接收端将数据和随机秘钥进行编译，再将编译的信息发送给发送端；

C.接收端和发送端将编译的数据分为与本地译码器数量相同的子数据块，并采用本地译码器对各个子数据块进行译码；

D.接收端和发送端利用本地译码器中校验矩阵的本地校验节点对译码结果进行检验：

若检验结果正确，则译码结果为秘钥序列，本次秘密协商完成；

若检验结果错误，则进行全局译码器协商。

步骤S2所述的全局译码器协商，具体为利用全局耦合低密度奇偶检验码结构特性完成二级译码。

步骤S2所述的全局译码器协商，具体为采用如下步骤进行协商：

a.采用全局译码器对步骤C中译码错误的数据块进行二次译码；

b.采用校验矩阵中的全局校验节点对步骤a的译码结果进行检验：

若检验结果正确，则译码结果为秘钥序列，本次秘密协商完成；

若检验结果错误，则发送错误信息到发送端；本次秘密协商失败。