[发明专利]量子密钥的分发方法和节点

说明书

本发明提供一种量子密钥的分发方法及节点，接收节点接收来自发射节点的光子，针对收到的每一个光子，随机选择一种基矢作为该光子的解码基矢并利用光子的解码基矢测量光子，根据每个光子的实际位置计算每个光子的相对位置，对于收到的部分或全部光子，用这些光子的相对位置代替其实际位置作为光子的位置信息，最后将光子的位置信息和解码基矢反馈于发射节点，由发射节点进行基矢比对。本发明反馈位置信息时，将部分或全部光子的位置信息设置为相对位置而非实际位置，传输相对位置所需的二进制位的数量小于传输实际位置所需的二进制位的数量，因此本发明提供的方案能够降低量子密钥分发过程中对带宽的需求，可以用较低的带宽进行量子密钥分发。

技术领域

本发明涉及通信技术领域，特别涉及一种量子密钥的分发方法和节点。

背景技术

量子密钥分发(Quantum Key Distribution，QKD)技术，是一种利用量子力学特性在两地安全生成对称密钥的技术。该技术的一种实现方式是：发射节点对待编码光子序列中的多个光子进行编码后，向接收节点逐个发送这些光子，针对每个光子，接收节点随机选择一种基矢作为该光子的解码基矢，利用解码基矢测量该光子，得到测量结果，然后接收节点将每个光子的解码基矢和实际位置发送给发射节点，发射节点利用解码基矢和实际位置进行基矢比对，从而确定出测量正确的光子并反馈给接收节点，然后双方可以利用测量正确的光子对应的编码生成密钥。

光子的实际位置用于表示一个光子在上述光子序列中的位置，随着一个光子序列中包含的光子的数量的增加，表示光子序列中每个光子的实际位置所需要的二进制位越来越多，导致现有技术随着量子密钥分发工作频率越高，传输多个光子的实际位置时对带宽的要求较高。

发明内容

基于上述现有技术的不足，本发明提出一种量子密钥的分发方法和节点，以降低量子密钥分发技术对带宽的需求。

为解决上述问题，现提出的方案如下：

本申请第一方面提供一种量子密钥的分发方法，包括：

接收节点接收发射节点发送的光子序列，针对收到的每一个光子，从预设的多种基矢中随机选择一种基矢作为所述光子的解码基矢，并利用所述光子的解码基矢测量所述光子，得到所述光子的量子态；其中，所述光子序列包括多个经过所述发射节点编码的光子；

所述接收节点针对收到的每一个光子，根据所述光子在所述光子序列中的实际位置，以及前一个收到的光子在所述光子序列中的实际位置，计算所述光子的相对位置；其中，若所述光子是首个收到的光子，则所述前一个收到的光子在所述光子序列中的实际位置指代预设的同步光位置；

所述接收节点针对收到的每一个光子，将所述光子的实际位置或者相对位置确定为所述光子的位置信息；其中，至少一个所述光子的相对位置被确定为所述光子的位置信息；

所述接收节点向所述发射节点反馈每一个光子的比对数据；其中，每一个光子的比对数据均包括所述光子的位置信息，用于表示所述光子的位置信息是所述光子的实际位置或所述光子的相对位置的位置信息标识，以及所述光子的解码基矢；

所述接收节点根据所述光子序列中测量正确的光子的量子态，生成第二密钥；其中，所述测量正确的光子指代对应的编码基矢与解码基矢是同一种基矢的光子，所述光子的编码基矢，指代所述发射节点编码所述光子时使用的基矢。

可选的，所述接收节点针对收到的每一个光子，将所述光子的实际位置或者相对位置确定为所述光子的位置信息，包括：

所述接收节点针对收到的每一个光子，判断所述光子的相对位置的绝对值是否大于预设的阈值；

所述接收节点针对接收的每一个光子，若所述光子的相对位置的绝对值大于所述阈值，则所述接收节点将所述光子的实际位置确定为所述光子的位置信息；