[發(fā)明專利]一種基于離散變量的QKD密鑰協(xié)商方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202110262978.5
• 申請日: 2021-03-10
• 公開（公告）號: CN112688780A
• 公開（公告）日: 2021-04-20
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 李麗仙;宋蕭天;蔣荻
• 申請（專利權(quán)）人: 浙江九州量子信息技術(shù)股份有限公司
• 主分類號: H04L9/08
• 分類號: H04L9/08;H04L1/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種基于離散變量的QKD密鑰協(xié)商方法，包括前期通信雙方Alice 和Bob 根據(jù)傳輸?shù)男诺捞卣鳂?gòu)造糾錯碼，其特征在于，所述密鑰協(xié)商糾錯方法采用雙向協(xié)商的機制進行，具體包括以下步驟：

1）Alice 和Bob 對各自端的篩后密鑰塊X1、Y2結(jié)合所共享的糾錯碼信息進行組合，得到待編碼的密鑰塊序列；

2）Alice 和Bob兩邊同時對密鑰塊序列進行編碼操作，計算協(xié)商信息并通過認證的無誤碼經(jīng)典信道發(fā)送給譯碼端進行譯碼操作；

3）Alice作為編碼器計算密鑰塊X1的協(xié)商信息，同時接收 Bob發(fā)送過來的對Y2計算的協(xié)商信息，結(jié)合X2進行譯碼；Bob在計算密鑰塊Y2對應(yīng)的協(xié)商信息的同時，結(jié)合收到的對Alice發(fā)過來的對X1計算的協(xié)商信息與Y1進行譯碼；

4）Alice 和Bob雙方通過步驟3）的編譯碼獲取協(xié)商密鑰，

其中，X1，X2表示Alice端不同的篩后密鑰塊，Y1，Y2表示Bob端不同的篩后密鑰塊，X1與Y1對應(yīng)，是以X1為基準對Y1進行協(xié)商；X2與Y2對應(yīng)，是以Y2為基準對X1進行協(xié)商。

2.如權(quán)利要求1所述的基于離散變量的QKD密鑰協(xié)商方法，其特征在于，所述糾錯碼采用Polar碼，所述步驟3）包括Alice端具體的編譯碼過程如下：

1）Alice端產(chǎn)生k位真隨機數(shù)串，根據(jù)兩端所共享的糾錯碼信息，混合得到長度為N的比特串u，然后對u進行編碼得到比特串w，最后將篩后密鑰x 與w逐位異或得到協(xié)商信息 f，并將 f 發(fā)送給Bob；

2）Bob端收到協(xié)商信息 f 后，將 f 與篩后密鑰y異或得到比特串z，然后根據(jù)已共享的糾錯碼信息譯碼得到u，對u編碼得到w，最終將w與f逐位異或得到與Alice相同的比特串x，

同樣的，Bob端具體的編譯碼過程與Alice端編譯碼過程一致。

3.如權(quán)利要求2所述的基于離散變量的QKD密鑰協(xié)商方法，其特征在于，所述構(gòu)造糾錯碼的過程中包括確定共享的糾錯碼信息，具體的糾錯碼構(gòu)造確定信息位的計算是采用巴氏參數(shù)法進行，復(fù)雜度為，其中采用E.Arikan提供的迭代公式得到信息位，將計算出的 N 個子信道的巴氏參數(shù)進行排序，選取巴氏參數(shù)最小的 K 個子信道傳輸信息位作為k位真隨機數(shù)串，剩余的M個信道傳輸凍結(jié)位，其中，M=N-K。

4.如權(quán)利要求3所述的基于離散變量的QKD密鑰協(xié)商方法，其特征在于，所述Alice 和Bob雙方的編譯碼加入了CRC校驗比特，將信道編譯碼和CRC進行聯(lián)合檢測譯碼。

5.如權(quán)利要求4所述的基于離散變量的QKD密鑰協(xié)商方法，其特征在于，所述信道編譯碼和CRC進行聯(lián)合檢測譯碼的過程為：Alice 和Bob收發(fā)雙方約定相同的生成多項式：進行CRC校驗碼的生成及備選碼字的校驗，

發(fā)送端Alice的信息比特對做除法，余式即為CRC校驗碼，并將CRC校驗碼附加在信息比特后組成K長的信息比特然后進行Polar編碼，

在接收端Bob經(jīng)過SCL譯碼得到L組備選碼字后，分別用備選碼字對取余，結(jié)果為0，則說明該組碼字正確，其中，L是SCL譯碼過程中譯碼的搜索寬度。