[發明專利]一種用于連續變量量子密鑰分發的快速譯碼裝置及方法

有效

• 申請號: 201910915805.1
• 申請日: 2019-09-26
• 公開（公告）號: CN110752918B
• 公開（公告）日: 2022-03-18
• 發明（設計）人: 李揚;徐兵杰;楊杰;馬荔;黃偉
• 申請（專利權）人: 中國電子科技集團公司第三十研究所
• 主分類號: H04L9/08
• 分類號: H04L9/08;H04L1/00
• 代理公司: 成都九鼎天元知識產權代理有限公司 51214
• 代理人: 鄧世燕

1.一種用于連續變量量子密鑰分發的快速譯碼方法，其特征在于：發送端和接收端均包括依次連接的基比對單元、參數估計單元、數據離散化單元、糾錯單元和私鑰密性放大單元；所述糾錯單元分為編碼端和譯碼端，在編碼端，通過將糾錯矩陣H與碼字C相乘得到校驗子SPC，并將校驗子通過認證信道發送給譯碼端，在譯碼端，利用糾錯矩陣H、校驗子SPC以及接收到的信息y進行譯碼；其中，所述糾錯矩陣H＝[H₁ H₂]，其中，矩陣H2的列重為1；迭代譯碼過程包括如下步驟：

步驟一、初始化：

其中：

L_ch，n表示初始概率對數比消息；

y_n表示多維協商的等效碼字；

表示噪聲方差；

表示初始化校驗節點傳遞給變量節點的對數似然比；

表示初始化迭代中間參數；

m、n分別表示校驗節點和變量節點序號；

步驟二、迭代更新度不為1的變量節點：

對于第i次迭代，依次對矩陣H₁的每列進行以下計算：

假設當前為第n列，M(n)表示H矩陣中第n列所有不為0的元素的行坐標的集合，對于

其中：

表示第i次迭代變量節點傳遞給校驗節點的對數似然比；

表示第i次迭代校驗節點傳遞給變量節點的對數似然比；

表示第i次迭代后驗概率；

SPC_m表示第m個校驗子；

表示第i次迭代中間參數；

步驟三、更新度為1的變量節點：

對于每個度為1的變量節點，n＝N₁+1，N₁+2，...N₁+N₂，row(n)表示H矩陣的第n列值為1的元素的行坐標，進行以下計算：

其中：

Lr_row(n)n表示度為1的變量節點傳遞給校驗節點的對數似然比；

表示度為1的校驗節點傳遞給變量節點的對數似然比；

表示迭代中間參數；

Lq_n表示度為1的后驗概率；

步驟四、譯碼判決：

對于每個變量節點n＝1，2，...，N₁+N₂，判斷Lq_n是否小于0：若否，則對應的碼字為0；若是，則對應的碼字為1。

2.根據權利要求1所述的一種用于連續變量量子密鑰分發的快速譯碼方法，其特征在于：對于正向協商方案，編碼端在發送端，譯碼端在接收端；對于反向協商方案，編碼端在接收端，譯碼端在發送端。

3.根據權利要求1所述的一種用于連續變量量子密鑰分發的快速譯碼方法，其特征在于：所述基比對單元用于傳遞測量基，完成數據篩選，并將篩選后的測量基相同的數據傳遞給參數估計單元

4.根據權利要求3所述的一種用于連續變量量子密鑰分發的快速譯碼方法，其特征在于：所述參數估計單元用于對約定好的一部分數據共享后進行參數估計，并將估計得到的信噪比和安全碼率傳遞給糾錯單元；同時將除參數估計外的剩余數據發送給數據離散化單元。

5.根據權利要求4所述的一種用于連續變量量子密鑰分發的快速譯碼方法，其特征在于：所述數據離散化單元用于將除參數估計外的剩余數據進行數據離散化后作為原始數據發送給糾錯單元。

6.根據權利要求5所述的一種用于連續變量量子密鑰分發的快速譯碼方法，其特征在于：所述私鑰密性放大單元用于將糾錯單元得到的一致密鑰通過安全碼率進行壓縮，得到安全密鑰。

7.根據權利要求1所述的一種用于連續變量量子密鑰分發的快速譯碼方法，其特征在于：在迭代過程中，如果不同列的非零元素的位置均不相同，則在每次迭代時對這些列并行執行步驟二的操作。