[發明專利]低復雜度連續變量量子密鑰分發信息協商方法

在審

• 申請號: 202310082440.5
• 申請日: 2023-02-08
• 公開（公告）號: CN116094710A
• 公開（公告）日: 2023-05-09
• 發明（設計）人: 蔣學芹;薛勝元;海涵;黃鵬;曾貴華
• 申請（專利權）人: 東華大學
• 主分類號: H04L9/08
• 分類號: H04L9/08
• 代理公司: 上海驍象知識產權代理有限公司 31315
• 代理人: 趙峰

1.一種低復雜度連續變量量子密鑰分發信息協商方法，該協商方法包含有反向協商機制，其特征在于，具體步驟如下：

步驟1：在反向協商機制中，經過量子傳輸和基對比，Alice端和Bob端獲得一對服從高斯分布的原始高斯序列，其中的Alice端為發送端，Bob端為接收端；

Alice端的原始高斯序列為其中的為Alice端的調制方差；

量子信道的噪聲為為量子信道的噪聲方差；

Bob端的原始高斯序列為y＝x+z，滿足

步驟2：Bob端隨機生成一個高斯序列并將c+y發送給Alice端；

步驟3：Bob端將高斯序列c量化分切成m個原始密鑰串L₁～L_m，并將前l個原始密鑰串L₁～L_l直接發送給Alice端，并根據預先設定的糾錯碼，計算后m-l個原始密鑰串L_l+1～L_m的校檢子S_l+1～S_m，并將計算出來的m-l個原始密鑰串的校檢子S_l+1～S_m發送給Alice端；

步驟4：Alice端將接收到的c+y減去自己的原始高斯序列x后得到c’，并設定一個層間迭代閾值T＝1，并構建一個初始為空的密鑰串序列U，將接收到的原始密鑰串L₁～L_l歸入密鑰串序列U；

步驟5：令i＝1；

步驟6：Alice端利用c’及密鑰串序列U中的所有密鑰串計算出l+i層的估計函數，并根據計算出的估計函數計算出l+i層的對數似然比；

再根據計算出的l+i層對數似然比及Bob端發送來的校檢子S_l+i進行l+i層譯碼，譯碼后得到Alice端的l+i層譯碼密鑰串L_l+i′；

再用Alice端的l+i層譯碼密鑰串L_l+1′計算出Alice端的l+i層校檢子S_l+i′，并將計算出的Alice端的l+i層校檢子S_l+i′與Bob端發送來的校檢子S_l+i進行比較，如果兩者一致，則判定l+i層譯碼成功，則將Alice端的l+i層譯碼密鑰串L_l+1′定義為譯碼有效密鑰串，反之則判定l+i層譯碼失敗，則將Alice端的l+i層譯碼密鑰串L_l+1′定義為譯碼無效密鑰串；

步驟7：如果i＝1，則將步驟6譯碼得到的Alice端的l+i層譯碼密鑰串L_l+i′歸入密鑰串序列U，使得譯碼密鑰串L_l+i′成為密鑰串序列U中的最后一個密鑰串，并令i＝i+1，再轉至步驟6；

如果1im-l，則從密鑰串序列U中刪除最后一個密鑰串，再將步驟6譯碼得到的Alice端的l+i層譯碼密鑰串L_l+i′歸入密鑰串序列U，使得譯碼密鑰串L_l+i′成為密鑰串序列U中的最后一個密鑰串，并令i＝i+1，再轉至步驟6；

如果i＝m-l，則轉至步驟8；

步驟8：如果Alice端的每一層都譯碼成功，則Alice端將所有的譯碼有效密鑰串設定為Alice端的密鑰，使得Alice端和Bob端得到對稱密鑰，本輪信息協商結束，反之則轉至步驟9；

步驟9：如果層間迭代閾值T的值小于預先設定的迭代上限值，則令T＝T+1，并清空密鑰串序列U，再轉至步驟5，反之則轉至步驟10；

步驟10：Alice端將所有的譯碼有效密鑰串設定為Alice端的密鑰，本輪信息協商結束。