[发明专利]低复杂度连续变量量子密钥分发信息协商方法

说明书

一种低复杂度连续变量量子密钥分发信息协商方法，涉及量子通信技术领域，该方法在Bob端随机生成一个随机高斯序列，并将随机高斯序列与Bob端的原始高斯序列相加后发给Alice端，再将随机高斯序列量化为多个切片后，将低位切片直接发送给Alice端，将高位切片计算的校检子发送给Alice端；Alice端根据接收到的数据计算各层的估计函数及对数似然比，再根据计算出的对数似然比及Bob端发送来的校检子进行译码，经多次迭代后留下译码成功的密钥串作为Alice端的密钥，并将译码失败的密钥串及直接发送的低位密钥串丢弃。本发明提供的方法，适用于反向协商机制。

技术领域

本发明涉及量子通信技术，特别是涉及一种低复杂度连续变量量子密钥分发信息协商方法的技术。

背景技术

CV-QKD(连续变量量子密钥分发)系统解决了经典密码体制非无条件安全的密钥分发问题，可以在合法通信双方间建立实时的一次一密无条件安全的密钥分发。

CV-QKD系统中的数据后处理过程是提高密钥率的关键，信息协商是数据后处理中的重要步骤，其主要作用是利用纠错码纠正合法通信双方不一致的密钥。但是在纠错过程需要双方在公开信道中发送数据，这有可能受到窃听者的集体攻击。

传统的信息协商算法主要有多维协商算法、Slice协商算法两种。其中，多维协商算法在信噪比极低的长距离CV-QKD系统中能达到较高的协商效率，但是其后处理算法复杂，并且每个脉冲提取小于1比特密钥信息，系统的密钥率较低，密钥率是指密钥串的译码成功率；Slice协商算法能够在每个脉冲提取超过1比特密钥信息，但受噪声影响较大，其密钥率随着通信距离增加而大幅下降。

为了解决上述问题，公开号为CN112886970B的中国专利文献中公开了一种用于连续变量量子密钥分发的协商方法，该方法在Slice协商中用最高位Slice进行多维协商，其余位进行Slice协商，这种复合形式的协商方法相比传统的多维协商算法、Slice协商算法，其信息协商效率和最终密钥率虽然有所提高，但是由于数据后处理的复杂度大幅增加，因此其信息协商效率依然较差。

发明内容

针对上述现有技术中存在的缺陷，本发明所要解决的技术问题是提供一种最终密钥率高，并且数据后处理的复杂度低，信息协商效率高的低复杂度连续变量量子密钥分发信息协商方法。

为了解决上述技术问题，本发明所提供的一种低复杂度连续变量量子密钥分发信息协商方法，该协商方法包含有反向协商机制，其特征在于，具体步骤如下：

步骤1：在反向协商机制中，经过量子传输和基对比，Alice端和Bob端获得一对服从高斯分布的原始高斯序列，其中的Alice端为发送端，Bob端为接收端；

Alice端的原始高斯序列为其中的为Alice端的调制方差；

量子信道的噪声为为量子信道的噪声方差；

Bob端的原始高斯序列为y＝x+z，满足

步骤2：Bob端随机生成一个高斯序列并将c+y发送给Alice端；

步骤3：Bob端将高斯序列c量化分切成m个原始密钥串L₁～L_m，并将前l个原始密钥串L₁～L_l直接发送给Alice端，并根据预先设定的纠错码，计算后m-l个原始密钥串L_l+1～L_m的校检子S_l+1～S_m，并将计算出来的m-l个原始密钥串的校检子S_l+1～S_m发送给Alice端；

步骤4：Alice端将接收到的c+y减去自己的原始高斯序列x后得到c’，并设定一个层间迭代阈值T＝1，并构建一个初始为空的密钥串序列U，将接收到的原始密钥串L₁～L_l归入密钥串序列U；