[发明专利]量子密钥分发、隐私放大及数据传输方法、装置及系统

权利要求书

1.一种量子密钥分发方法，其特征在于，所述方法在需要共享量子密钥的两个量子通信设备中实施，包括：

通过量子信道发送或者接收随机比特流的编码量子态，并比对测量基矢，获取同基矢比特流；

与参与量子密钥分发过程的对方设备比对所述同基矢比特流中的部分信息，计算表征本次量子信道传输过程的安全状况的参数值；其中，所述表征本次量子信道传输过程的安全状况的参数值是指，量子信道传输过程中的比特误码率和各种攻击的风险概率；

判断上述表征安全状况的参数值是否大于预先设定的安全阈值；

若是，结束本方法的执行；若否，对剔除所述部分信息后的同基矢比特流进行误码校正；

通过经典信道与对方设备协商用于选择隐私放大策略的参考数据；

根据所述比特误码率、所述风险概率、以及所述参考数据，从预置的隐私放大策略集合中选择隐私放大策略；

按照预先约定的方式从经过误码校正后的所述同基矢比特流中提取与所述隐私放大策略对应的参数信息和初始密钥；

以所述初始密钥作为输入，根据所述参数信息实施与所述隐私放大策略对应的隐私放大算法，获取共享量子密钥。

2.根据权利要求1所述的量子密钥分发方法，其特征在于，在所述通过发送或者接收随机比特流的编码量子态、并比对测量基矢，获取同基矢比特流之前，执行下述操作：

通过经典信道，对参与量子密钥分发过程的对方设备进行身份验证；若所述对方设备未通过所述身份验证，则结束本方法的执行。

3.根据权利要求1所述的量子密钥分发方法，其特征在于，所述判断上述表征安全状况的参数值是否大于预先设定的安全阈值，包括：

判断所述比特误码率和各风险概率进行加权求和得到的值是否大于预先设定的安全阈值；或者，

判断所述比特误码率和各风险概率中是否有任一项大于预先设定的与之对应的安全阈值。

4.根据权利要求1所述的量子密钥分发方法，其特征在于，所述参考数据包括：待加密数据的安全级别。

5.根据权利要求1所述的量子密钥分发方法，其特征在于，所述隐私放大策略包括：基于哈希算法的隐私放大策略、或者基于移位算法的隐私放大策略。

6.根据权利要求5所述的量子密钥分发方法，其特征在于，当选择基于哈希算法的隐私放大策略时，所述与隐私放大策略对应的参数信息包括：密钥长度、哈希函数每位系数占的二进制比特数、初始密钥中的截取位置、哈希函数编号；或者，所述与隐私放大策略对应的参数信息包括：密钥长度、哈希函数每位系数占的二进制比特数、初始密钥中的截取位置、哈希函数度和系数；

当选择基于移位算法的隐私放大策略时，所述与隐私放大策略对应的参数信息包括：密钥长度和密钥移位算法编号；或者，所述与隐私放大策略对应的参数信息包括：密钥长度、密钥移位方向和移位数。

7.根据权利要求6所述的量子密钥分发方法，其特征在于，当选择基于哈希算法的隐私放大策略时，所述以所述初始密钥作为输入，根据所述参数信息实施隐私放大算法，获取共享量子密钥，包括：

按照预先设定的方式，将所述参数信息转换成用于实施隐私放大算法的实际参数值；

根据以下实际参数值选择对应的哈希函数：哈希函数编号，或者，哈希函数度和系数；

根据哈希函数每位系数占的二进制比特数、以及初始密钥中的截取位置，从所述初始密钥中生成字符串，并以该字符串作为所选哈希函数的输入，计算得到所述共享量子密钥；

对所述共享量子密钥按照所述密钥长度进行分组。

8.根据权利要求4-7任一所述的量子密钥分发方法，其特征在于，在所述实施隐私放大算法获取最终的共享量子密钥之前，执行下述操作：

通过经典信道，将所选的隐私放大策略与参与量子密钥分发过程的对方设备进行确认。