[發(fā)明專利]一種MBE?SSP控制碼序列產(chǎn)生方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201410209188.0
• 申請日: 2014-05-16
• 公開（公告）號: CN103944712B
• 公開（公告）日: 2017-01-18
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 曹正文;彭進(jìn)業(yè);曾貴華;鄧雨晨;劉佳
• 申請（專利權(quán)）人: 西北大學(xué)
• 主分類號: H04L9/00
• 分類號: H04L9/00;H04L9/08
• 代理公司: 西安恒泰知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所61216
• 代理人: 林兵

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于量子保密通信領(lǐng)域，具體涉及一種MBE-SSP控制碼序列產(chǎn)生方法，該方法包括基于混沌和量子特性的控制碼序列生成方法及控制碼序列循環(huán)拋棄算法。

背景技術(shù)

量子通信是量子信息學(xué)中重要的一個(gè)研究方向，近二十年來得到了飛速的發(fā)展，為保密通信系統(tǒng)提供了一種新的思路。密鑰分配和量子機(jī)密共享便是其中重要的兩個(gè)研究方向，在理論以及實(shí)驗(yàn)上都取得了重要的進(jìn)展，具有廣泛的應(yīng)用前景。

文獻(xiàn)1“陳攀.量子密鑰分配及量子機(jī)密共享的理論研究[D].清華大學(xué)，2006.”公開了一種六態(tài)測量基加密量子密鑰分配方案(Measuring?basis?encryption-six?states?protocol)，簡稱MBE-SSP，通過控制碼來選擇三種不同的測量基，在無噪無竊聽的情況下，通信效率能達(dá)到百分之百，并且對于竊聽者來說，需要從三種測量基中選出一種，命中概率只有13，所以該方案不僅通信效率高而且安全。但需要在控制碼序列嚴(yán)格保密的前提下進(jìn)行，并且這個(gè)方案的控制碼序列生成方式單一，在控制碼序列作用下產(chǎn)生的密鑰序列長度為定值，所以，在實(shí)際應(yīng)用中常常需要重復(fù)使用控制碼序列，控制碼序列存在泄漏的風(fēng)險(xiǎn)；文獻(xiàn)2“趙龍.量子密鑰分配及量子簽名理論的研究[D].西北大學(xué)，2012.”說明了通過其它量子密鑰分配協(xié)議(如BB84)獲得的控制碼序列的方法，其長度與安全系數(shù)之間存在不可調(diào)和的矛盾，安全系數(shù)越高，控制碼序列的長度就越短，越需要重復(fù)使用，而這樣又會(huì)造成更多信息量的泄露。方案通過控制碼序列分組異或的方法增強(qiáng)了控制碼序列的安全性，但所傳輸?shù)拿荑€序列長度仍然為定值，控制碼序列重復(fù)使用頻次高，存在泄漏的風(fēng)險(xiǎn)大。

發(fā)明內(nèi)容

針對上述現(xiàn)有技術(shù)中存在的缺陷或不足，本發(fā)明提出了一種MBE-SSP控制碼序列生成方法，該方法基于混沌和量子特性，解決了現(xiàn)有的MBE-SSP控制碼序列生成方法中存在的一些問題。

一種MBE-SSP控制碼序列產(chǎn)生方法，具體包括如下步驟：

步驟1、分配與協(xié)商階段：發(fā)送方Alice和接收方Bob通過可信賴的認(rèn)證中心CA獲得共享的初始值x₀；Alice和Bob通過量子信道協(xié)商，獲得混沌系統(tǒng)的參數(shù)值μ、迭代次數(shù)N和初始密鑰序列長度n；

步驟2、初始密鑰序列生成：Alice將初始值x₀和參數(shù)值μ送入混沌系統(tǒng)，并迭代N次，得到N個(gè)實(shí)數(shù)，并從中選取n個(gè)實(shí)數(shù)X_1a，X_2a,...,X_na；將X_1a，X_2a,...,X_na分別進(jìn)行二值化處理，生成二進(jìn)制初始密鑰序列S_0a；同時(shí)，Bob將初始值x₀和參數(shù)值μ送入與Alice相同的混沌系統(tǒng)，并迭代N次得到N個(gè)實(shí)數(shù)，并用與Alice相同的方式從這N個(gè)實(shí)數(shù)中選取n個(gè)實(shí)數(shù)X_1b，X_2b,...,X_nb，將X_1b，X_2b,...,X_nb進(jìn)行與X_1a，X_2a,...,X_na相同的二值化處理，生成二進(jìn)制初始密鑰序列S_0b；

步驟3、核對碼序列與控制碼序列生成：Alice通過分組、異或和抽取處理，從初始密鑰序列S_0a中生成核對碼序列S_1a和控制碼序列S_2a；同時(shí)，Bob也通過與Alice同樣的方法，從初始密鑰序列S_0b中生成核對碼序列S_1b和控制碼序列S_2b；序列S_2a、S_2b作為Alice和Bob之間通信的控制碼序列；

步驟4、核對碼序列傳輸與認(rèn)證：Alice將核對碼序列S_1a通過量子信道傳送給Bob；Bob將接收到的核對碼序列S_1a與步驟3生成的核對碼序列S_1b進(jìn)行比對，并將比對結(jié)果反饋給Alice；當(dāng)S_1a與S_1b相同時(shí)，認(rèn)為控制碼序列S_2a與控制碼序列S_2b相同；將控制碼序列S_2a以及控制碼序列S_2b均記為控制碼序列K；