[發(fā)明專利]量子密鑰協商方法

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200910049873.0
• 申請日: 2009-04-23
• 公開（公告）號: CN101540760A
• 公開（公告）日: 2009-09-23
• 發(fā)明（設計）人: 錢旭東;朱俊;曾貴華
• 申請（專利權）人: 上海交通大學
• 主分類號: H04L29/06
• 分類號: H04L29/06;H04L9/08;H04L1/00
• 代理公司: 上海交達專利事務所
• 代理人: 王錫麟;王桂忠

技術領域

本發(fā)明涉及的是一種信息處理技術領域的方法，具體的說，涉及的是一種量 子密鑰協商方法。

背景技術

量子力學和密碼學的結合，誕生了量子密碼學，它可完成僅僅由傳統數學無 法完成的完善保密系統。量子密碼學是在量子理論基礎上提出了一種全新的安全 通信系統，它從根本上解決量子特性不可忽視，測量動作是量子力學的一個組成 部分。在這些規(guī)律中，對量子密碼學起關鍵作用的是測不準原理，即測量量子系 統時通常會對該系統產生干擾，并產生出關于該系統測量前狀態(tài)的不完整信息， 因此任何對于量子信道進行監(jiān)測的努力都會以某種檢測的方式干擾在此信道中 傳輸的信息。

1969年，S.Wiesner首先提出量子密碼思想。1984年，美國IBM公司的科 學家C.H.Bennett和加拿大密碼學家G..Brassard提出國際上第一個量子密鑰分 發(fā)協議——BB84協議。1989年，世界上第一個量子密鑰分發(fā)(Quantum?Key Distribution)實驗在IBM公司Thomas實驗室獲得成功，該實驗采用BB84協議， 其實驗通信距離在自由空間中雖然僅有32cm，但為今后量子信息科學的發(fā)展起 到了舉足輕重的作用。從此，建立在量子光通信基礎上的量子密碼成為國際上普 遍關注的課題之一，各國學者和科學家在理論上從不同的角度開展量子密碼研 究，內容涉及量子密鑰分發(fā)、量子密鑰驗證、量子數據加密、量子秘密共享、量 子身份認證、量子簽名、量子比特承諾、量子不經意傳輸、量子多方計算以及量 子密碼的信息理論，另外，量子糾錯碼也越來越受到人們的重視。

作為量子密碼重要分支之一的量子密鑰分發(fā)中的協商和保密增強引起各國 學者越來越多的興趣。

經對現有技術文獻的檢索發(fā)現，Bennett等人在1991年發(fā)表的文章 《Experimental?Quantum?Cryptography》(《量子密碼實驗》)，該文中奠定了數 據協商的基礎，自此，人們開始研究各種更高效的協商方法，之后出現的Cascade 以及Winnow方法都是秉承上述的方法來進行研究的。目前的協商方法包括區(qū)間 劃分、比特判斷以及糾錯過程三個方面，Winnow方法的理論效率非常高，但是 由于方法中需要使用查圖法來決定參數，導致整個方法的工程效率大大降低了， 而協商方法的效率一直制約著量子保密通信的工程實現。

經檢索還發(fā)現，Bennett等人于1995年在《IEEE信息論匯刊》(vol.41， no.6，pp.1915-1923，1995.)發(fā)表的文章《Generalized?privacy amplification》(《一般性保密增強》)奠定了保密增強的基礎理論。自此，人們 開始對保密增強在不同前提下，不同條件下，不同限制下的各種情況進行了詳細 的分析并給出了很多重要的結論。

發(fā)明內容

本發(fā)明的目的在于針對上述現有技術的不足，提出了一種量子密鑰協商方 法，使用新的協商方法和新的通信協議，提高了協商方法的工作效率，促進信息 安全基礎建設。

本發(fā)明通過如下技術方案實現的，包括如下步驟：

步驟一，首先兩個協商通信用戶選擇各自在協商中的地位：如果一個用戶決 定選擇前向協商，那么該用戶就選擇自己作為服務器端，另一個用戶作為客戶端； 如果一個用戶決定使用反向協商，那么該用戶就選擇自己作為客戶端，另一個用 戶作為服務器端；

步驟二，服務器端開始監(jiān)聽網絡，然后客戶端輸入服務器端的IP地址，并 開始連接服務器端；

步驟三，當服務器端和客戶端之間建立連接后，首先兩個協商通信用戶交換 初始的誤碼率以及協商數據文件，然后使用包含自適應區(qū)間選擇函數的Winnow 方法進行協商處理；

步驟四，協商完畢后，當輸入竊聽者所獲得的比特串的長度后，任何一方 可決定開始保密增強過程，保密增強完成后，在協商通信用戶雙方的文本框中獲 得信息論意義上安全的通信密鑰。

步驟三中，所述當服務器端和客戶端之間建立連接后，其中服務器端的數據 不能進行修改，而客戶端的數據會根據服務器端提供的協商信息進行修改。

步驟三中，所述使用包含自適應區(qū)間選擇函數的Winnow方法進行協商處理， 包括如下具體步驟：