[發明專利]混合基矢的量子秘鑰分發后處理方法和處理系統

有效

• 申請號: 201510342222.6
• 申請日: 2015-06-18
• 公開（公告）號: CN104954122B
• 公開（公告）日: 2019-02-05
• 發明（設計）人: 馬雄峰;周泓伊
• 申請（專利權）人: 清華大學
• 主分類號: H04L9/08
• 分類號: H04L9/08
• 代理公司: 北京清亦華知識產權代理事務所(普通合伙) 11201
• 代理人: 張大威

1.一種混合基矢的量子秘鑰分發后處理方法，其特征在于，包括以下步驟：

A.發送方和接收方分別隨機選擇X基矢和Z基矢進行量子態的制備和測量，雙方進行N輪的量子信號傳遞后，均保存有N比特的密鑰信息和N比特的基矢信息；

B.雙方進行基矢比對，丟棄掉發送和接收量子信號時基矢不相同的密鑰，根據剩余密鑰的基矢信息計算出X基矢數量n_x，Z基矢的數量n_z，并丟棄基矢信息；

C.所述發送方和所述接收方根據所述N比特的密鑰信息進行糾錯，得出X基矢密鑰比特錯誤率e_x和Z基矢密鑰比特錯誤率e_z，并分別對所述e_x和所述e_z進行錯誤驗證；

D.根據所述X基矢數量n_x、所述Z基矢的數量n_z、所述X基矢密鑰比特錯誤率e_x和所述Z基矢密鑰比特錯誤率e_z計算總相位錯誤率e，所述總相位錯誤率e的計算公式為：

對丟棄基矢信息后的密鑰進行保密放大，得到最終成碼率，所述最終成碼率為(n_x+n_z)[1-H(e)]，其中H(x)＝-xlog₂(x)-(1-x)log₂(1-x)。

2.根據權利要求1所述的混合基矢的量子秘鑰分發后處理方法，其特征在于，在步驟B中，計算X基矢數量，Z基矢的數量n_z后雙方丟棄基矢信息。

3.一種混合基矢的量子秘鑰分發后處理系統，其特征在于，包括：

量子信號傳遞模塊，用于在發送方和接收方之間傳遞量子信號；

密鑰信息獲取模塊，用于在所述發送方和所述接收方經過N輪的量子信號傳遞后獲取N比特的密鑰信息并保存在所述發送方和所述接收方；

基矢信息獲取模塊，用于在所述發送方和所述接收方經過N輪的量子信號傳遞后獲取N比特的基矢信息并保存在所述發送方和所述接收方；

基矢數量計算模塊，用于根據所述發送方隨機選取的X基矢、所述接收方隨機選取Z基矢和所述發送方和所述接收方的量子信號傳遞數量計算所述X基矢的基矢數量和所述Z基矢的基矢數量；

密鑰比特錯誤率計算模塊，用于根據所述密鑰信息計算所述發送方和所述接收方共享的密鑰中，X基矢密鑰和Z基矢密鑰的比特錯誤率；

總相位錯誤率計算模塊，用于根據所述X基矢的基矢數量n_x、所述Z基矢的基矢數量n_z、所述X基矢密鑰的比特錯誤率e_x和所述Z基矢密鑰的比特錯誤率e_z計算總相位錯誤率e：

最終成碼率計算模塊，用于根據所述總相位錯誤率計算最終成碼率；其中，所述最終成碼率為(n_x+n_z)[1-H(e)]，H(x)＝-xlog₂(x)-(1-x)log₂(1-x)。

4.根據權利要求3所述的混合基矢的量子秘鑰分發后處理系統，其特征在于，還包括密鑰比特錯誤率驗證模塊，用于對用X基矢發送并接收的所述X基矢密鑰的比特錯誤率和Z基矢發送并接收的所述Z基矢密鑰的比特錯誤率進行錯誤驗證。

5.根據權利要求3所述的混合基矢的量子秘鑰分發后處理系統，其特征在于，所述基矢信息獲取模塊還用于在所述密鑰比特錯誤率計算模塊計算X基矢密鑰和Z基矢密鑰的比特錯誤率后，舍棄所述基矢信息。