[發(fā)明專利]一種基于4粒子簇態(tài)的量子密鑰分發(fā)方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201810641981.6
• 申請日: 2018-06-21
• 公開（公告）號: CN108923914B
• 公開（公告）日: 2020-05-08
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 曹正文;宋丹;彭進(jìn)業(yè);曾貴華;柴庚;馮杰;賀晨
• 申請（專利權(quán)）人: 西北大學(xué)
• 主分類號: H04L9/08
• 分類號: H04L9/08
• 代理公司: 西安恒泰知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所 61216
• 代理人: 張明

1.一種基于4粒子簇態(tài)的量子密鑰分發(fā)方法，發(fā)送方Alice將量子密鑰分發(fā)給接收方Bob，其特征在于，所述的方法包括：

步驟1、獲得原始密鑰串，發(fā)送方Alice將其制備的攜帶有單位密鑰的多組4粒子簇態(tài)發(fā)送給接收方Bob；

接收方Bob對其中一組4粒子簇態(tài)進(jìn)行隨機分對后再測量，獲得隨機分對及測量結(jié)果，若隨機分對及測量結(jié)果與發(fā)送方Alice持有的4粒子簇態(tài)的固定分對及測量結(jié)果相同，發(fā)送方Alice與接收方Bob均獲得一個單位密鑰，所述的分對及測量結(jié)果包括分對信息以及測量結(jié)果；

接收方Bob測量多組4粒子簇態(tài)后，發(fā)送方Alice持有由多個單位密鑰組成的原始密鑰串R_A，接收方Bob獲得由多個單位密鑰組成的原始密鑰串R_B；

步驟2、提取協(xié)商密鑰，發(fā)送方Alice從原始密鑰串R_A隨機提取多個元素作為協(xié)商密鑰C_A，接收方Bob從原始密鑰串R_B中提取與發(fā)送方Alice從原始密鑰串R_A提取的元素具有相同位置的元素作為接收方Bob的協(xié)商密鑰C_B，所述的協(xié)商密鑰C_A與協(xié)商密鑰C_B中元素數(shù)量相同，若協(xié)商密鑰C_B與協(xié)商密鑰C_A的不一致率小于閾值，則當(dāng)前通信安全，進(jìn)行步驟3，否則返回步驟1；

步驟3、后處理，采用數(shù)據(jù)協(xié)商和保密增強分別對協(xié)商密鑰C_A與協(xié)商密鑰C_B進(jìn)行后處理，使得協(xié)商密鑰C_A與協(xié)商密鑰C_B相同，發(fā)送方Alice與接收方Bob共享一串相同的量子密鑰。

2.如權(quán)利要求1所述的基于4粒子簇態(tài)的量子密鑰分發(fā)方法，其特征在于，所述的發(fā)送方Alice與接收方Bob均存有單位密鑰集與粒子測量結(jié)果之間的關(guān)系表，所述的步驟1具體包括：

步驟11、制備4粒子簇態(tài)，發(fā)送方Alice制備多組4粒子簇態(tài)，其中，一組4粒子簇態(tài)由4個簇態(tài)粒子組成，發(fā)送方Alice存有每一組4粒子簇態(tài)的固定分對信息以及固定測量結(jié)果，其中所述的固定分對信息是指4個簇態(tài)粒子固定形式的兩兩分對信息，所述的固定測量結(jié)果為經(jīng)過固定形式分對的兩對簇態(tài)粒子的測量結(jié)果；

步驟12、粒子分對，發(fā)送方Alice從多組4粒子簇態(tài)中隨機選取一組4粒子簇態(tài)，對這組的4個簇態(tài)粒子隨機打亂順序后發(fā)送給接收方Bob；

步驟13、測量粒子，接收方Bob將接收到的4個簇態(tài)粒子進(jìn)行兩兩隨機分對后，再進(jìn)行粒子測量，接收方Bob獲得隨機分對信息以及隨機測量結(jié)果，其中所述的隨機測量結(jié)果為經(jīng)過隨機形式分對的兩對簇態(tài)粒子的測量結(jié)果，接收方Bob將隨機分對信息以及隨機測量結(jié)果通過經(jīng)典信道發(fā)送給發(fā)送方Alice；

步驟14、比對結(jié)果，發(fā)送方Alice將隨機分對信息以及隨機測量結(jié)果與固定分對信息以及固定測量結(jié)果進(jìn)行比對：

當(dāng)隨機分對信息與固定分對信息一致且隨機測量結(jié)果與固定測量結(jié)果一致時，比對正確，發(fā)送方Alice公布1；否則，比對錯誤，發(fā)送方Alice公布0；

步驟15、獲得單位密鑰，當(dāng)發(fā)送方Alice公布1時：

發(fā)送方Alice根據(jù)固定測量結(jié)果查詢單位密鑰集與粒子測量結(jié)果之間的關(guān)系表，發(fā)送方Alice得到一個單位密鑰，接收方Bob根據(jù)隨機測量結(jié)果查詢單位密鑰集與粒子測量結(jié)果之間的關(guān)系表，接收方Bob得到一個單位密鑰；

步驟16、獲得原始密鑰串，重復(fù)步驟12至步驟15多次，發(fā)送方Alice持有由多個單位密鑰組成的原始密鑰串R_A，接收方Bob持有由多個單位密鑰組成的原始密鑰串R_B。