[发明专利]一种MBE‑SSP控制码序列产生方法

说明书

技术领域

本发明属于量子保密通信领域，具体涉及一种MBE-SSP控制码序列产生方法，该方法包括基于混沌和量子特性的控制码序列生成方法及控制码序列循环抛弃算法。

背景技术

量子通信是量子信息学中重要的一个研究方向，近二十年来得到了飞速的发展，为保密通信系统提供了一种新的思路。密钥分配和量子机密共享便是其中重要的两个研究方向，在理论以及实验上都取得了重要的进展，具有广泛的应用前景。

文献1“陈攀.量子密钥分配及量子机密共享的理论研究[D].清华大学，2006.”公开了一种六态测量基加密量子密钥分配方案(Measuring basis encryption-six states protocol)，简称MBE-SSP，通过控制码来选择三种不同的测量基，在无噪无窃听的情况下，通信效率能达到百分之百，并且对于窃听者来说，需要从三种测量基中选出一种，命中概率只有13，所以该方案不仅通信效率高而且安全。但需要在控制码序列严格保密的前提下进行，并且这个方案的控制码序列生成方式单一，在控制码序列作用下产生的密钥序列长度为定值，所以，在实际应用中常常需要重复使用控制码序列，控制码序列存在泄漏的风险；文献2“赵龙.量子密钥分配及量子签名理论的研究[D].西北大学，2012.”说明了通过其它量子密钥分配协议(如BB84)获得的控制码序列的方法，其长度与安全系数之间存在不可调和的矛盾，安全系数越高，控制码序列的长度就越短，越需要重复使用，而这样又会造成更多信息量的泄露。方案通过控制码序列分组异或的方法增强了控制码序列的安全性，但所传输的密钥序列长度仍然为定值，控制码序列重复使用频次高，存在泄漏的风险大。

发明内容

针对上述现有技术中存在的缺陷或不足，本发明提出了一种MBE-SSP控制码序列生成方法，该方法基于混沌和量子特性，解决了现有的MBE-SSP控制码序列生成方法中存在的一些问题。

一种MBE-SSP控制码序列产生方法，具体包括如下步骤：

步骤1、分配与协商阶段：发送方Alice和接收方Bob通过可信赖的认证中心CA获得共享的初始值x₀；Alice和Bob通过量子信道协商，获得混沌系统的参数值μ、迭代次数N和初始密钥序列长度n；

步骤2、初始密钥序列生成：Alice将初始值x₀和参数值μ送入混沌系统，并迭代N次，得到N个实数，并从中选取n个实数X_1a，X_2a,...,X_na；将X_1a，X_2a,...,X_na分别进行二值化处理，生成二进制初始密钥序列S_0a；同时，Bob将初始值x₀和参数值μ送入与Alice相同的混沌系统，并迭代N次得到N个实数，并用与Alice相同的方式从这N个实数中选取n个实数X_1b，X_2b,...,X_nb，将X_1b，X_2b,...,X_nb进行与X_1a，X_2a,...,X_na相同的二值化处理，生成二进制初始密钥序列S_0b；

步骤3、核对码序列与控制码序列生成：Alice通过分组、异或和抽取处理，从初始密钥序列S_0a中生成核对码序列S_1a和控制码序列S_2a；同时，Bob也通过与Alice同样的方法，从初始密钥序列S_0b中生成核对码序列S_1b和控制码序列S_2b；序列S_2a、S_2b作为Alice和Bob之间通信的控制码序列；

步骤4、核对码序列传输与认证：Alice将核对码序列S_1a通过量子信道传送给Bob；Bob将接收到的核对码序列S_1a与步骤3生成的核对码序列S_1b进行比对，并将比对结果反馈给Alice；当S_1a与S_1b相同时，认为控制码序列S_2a与控制码序列S_2b相同；将控制码序列S_2a以及控制码序列S_2b均记为控制码序列K；