[發明專利]基于FHT的私鑰放大處理方法、裝置、設備及存儲介質

有效

• 申請號: 202111433657.3
• 申請日: 2021-11-29
• 公開（公告）號: CN113839779B
• 公開（公告）日: 2022-03-18
• 發明（設計）人: 楊杰;徐兵杰;黃偉;李揚;馬荔;吳梅;羅鈺杰
• 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
• 代理公司: 成都九鼎天元知識產權代理有限公司 51214
• 代理人: 張杰

本發明公開了一種基于FHT的私鑰放大處理方法、裝置、設備及存儲介質，其中處理方法包括：步驟一、將經過誤碼糾錯后發送端或接收端的原始密鑰x末尾補零生成長為L的向量X，同時生成長為L的隨機比特向量C；步驟二、基于FHT即快速哈特萊變換分別計算向量X和隨機比特向量C的DHT即離散哈特萊變換結果H_X和H_C；步驟三、基于H_X和H_C計算向量R的哈特萊變換結果；步驟四、基于IFHT即逆快速哈特萊變換計算序列H_R的IDHT變換結果K_X，序列K_X的前N位即為最終密鑰。本發明利用實數序列離散哈特萊變換與離散傅里葉變換之間的轉換關系，可基于FHT快速計算出實數序列的FFT及IFFT結果，完成私鑰放大的加速計算。

技術領域

本發明涉及量子密鑰分發技術領域，尤其涉及一種基于FHT的私鑰放大處理方法、裝置、設備及存儲介質。

背景技術

隨著量子物理和量子信息論的發展，一種具有信息論可證安全性的通信方式——量子保密通信隨之成為目前的研究熱點。其中，量子密鑰分發（Quantum KeyDistribution, QKD）技術可以為異地通信雙方實時產生并分發一組具有信息可證安全性的密鑰，再結合“一次一密”或AES等對稱加密即可保證通信的安全性。QKD主要包括離散變量和連續變量兩大技術途徑，其中連續變量量子密鑰分發(Continuous Variable QuantumKey Distribution, CV-QKD)采用光場的正交分量作為信息的載體，中短傳輸距離內安全碼率高，且可與傳統光通信的大部分器件通用，具有較好的發展前景。

CV-QKD系統包括量子信息的產生、傳輸和數據后處理，其整體流程圖如圖1所示。發送端端首先制備量子態信號并通過量子信道向接收端端，接收端端對信號進行接收和探測；然后發送端和接收端通過經典信道對原始數據進行數據后處理，發送端和接收端即得到一致的最終密鑰，隨后分別將其輸出到各自的密鑰應用服務模塊，進行后續的密鑰存儲、信息加密等。

其中，數據后處理是獲取安全密鑰的關鍵步驟，極大地影響系統整體的安全性和密鑰生成速率。數據后處理的流程圖如圖2所示，主要包括基比對、參數估計、數據協商、誤碼糾錯和私鑰放大等幾個步驟：

基比對：接收端端將探測信號時采用的測量基數據通過經典信道發送給發送端，發送端接收該數據后選出一致的正交分量，基比對之后發送端和接收端就分別獲取了原始數據；

參數估計：然后發送端和接收端需要從原始數據中隨機選出部分數據來進行參數估計，從而計算出密鑰分發過程中的部分關鍵參數，如信噪比SNR、過噪聲ξ及安全碼率k等，并判斷是否繼續此次通信。由于用于參數估計的數據在經典信道上暴露過，發送端和接收端需要將各自用于參數估計的數據剔除掉，剩余的數據再進入數據協商步驟中。

數據協商：發送端和接收端通過一定的協商算法（包括但不限于多維協商、sliced協商），將連續數據轉化為離散數據。經過數據協商后就完成了從連續變量數據向離散形式數據的轉化，可以進行誤碼糾錯。