[发明专利]基于不对称的诱骗态量子密钥分发协议的通信方法

说明书

本发明公开了一种基于不对称的诱骗态量子密钥分发协议的通信方法，包括以下步骤：接收方和发送方建立通信信道；发送方随机生成数字序列，并在多个强度的光下对数字序列进行编码，如果为信号态的光，则在同一基失下进行编码，如果为弱诱骗态的光，则分别以不同的概率选择在第一基失或第二基失下进行编码；发送方将编码信息发送给接收方，接收方分别以不同的概率选择在第一基失或第二基失下测量编码信息，以生成原始码；根据发送方选择的编码的基失和选择的光的强度以及接收方选择的测量的基失从原始码中筛选共享的密钥。本发明实施例的通信方法可以在保证通信安全性的基础上，通过不对称的选择基失，提高安全密钥的生成率，降低系统复杂度。

技术领域

本发明涉及互联网通讯技术领域，特别涉及一种基于不对称的诱骗态量子密钥分发协议的通信方法。

背景技术

量子密钥分发协议的安全性是由量子力学的基本定律保证的。其中，量子密钥分发协议应用最广泛的就是BB84协议，但是在BB84协议中要求光源是一个单光子源，然而在实际中，单光子源是很难实现的。

在实际的应用中，相关技术一般会使用相干光源，却易导致存在多光子成分。由于光子数攻击，多光子成分一定是不安全的，但是单光子成分和多光子成分是在一起的，且很难进行区分，导致大大降低QKD系统的安全传输距离以及安全密钥的生成率。因此，诱骗态BB84协议被提出来解决这个问题。在诱骗态BB84协议中，Alice通过选择不同强度的光进行编码，从而可以准确的估计单光子成分，以提高QKD系统的性能。

具体地，在每一种强度的光下进行编码，Alice选择X基矢和Z基矢的概率是相同的，同时，Bob也以相同概率选择X和Z基矢进行测量，从而保证协议的安全性。但是不是最优的做法。

然而，诱骗态BB84协议中假设了Alice和Bob以同样的概率选择编码和探测的基矢，在直观上，传输的信号中只有一半可以成码，因此诱骗态BB84协议并不是最优方法，有待改进。

发明内容

本发明旨在至少在一定程度上解决上述相关技术中的技术问题之一。

为此，本发明的目的在于提出一种基于不对称的诱骗态量子密钥分发协议的通信方法，该通信方法可以提高安全密钥的生成率，并且简单方便。

为达到上述目的，本发明实施例提出了一种基于不对称的诱骗态量子密钥分发协议的通信方法，包括以下步骤：接收方和发送方建立通信信道；所述发送方随机生成数字序列，并在多个强度的光下对所述数字序列进行编码，其中，如果为信号态的光，则所述发送方在同一基失下进行编码，如果为弱诱骗态的光，则所述发送方分别以不同的概率选择在第一基失或第二基失下进行编码；所述发送方将编码信息发送给所述接收方，所述接收方分别以不同的概率选择在第一基失或第二基失下测量所述编码信息，以生成原始码；以及根据所述发送方选择的编码的基失和选择的光的强度以及所述接收方选择的测量的基失从所述原始码中筛选共享的密钥。

根据本发明实施例提出的基于不对称的诱骗态量子密钥分发协议的通信方法，通过随机生成数字序列，并在多个强度的光下对数字序列进行编码，并且以不同的概率选择在第一基失或第二基失下测量编码信息，以生成原始码，从而根据选择的编码的基失和选择光的强度以及选择的测量的基失从原始码中筛选共享的密钥，在保证通信安全性的基础上，通过不对称的选择基失，提高安全密钥的生成率，同时降低了诱骗态量子密钥协议的系统的复杂度，具有很强的应用价值。

另外，根据本发明上述实施例的基于不对称的诱骗态量子密钥分发协议的通信方法还可以具有如下附加的技术特征：

进一步地，在本发明的一个实施例中，上述方法还包括：对所述共享的密钥进行纠错，以使所述发送方和所述接收方中的共享的密钥一致。

进一步地，在本发明的一个实施例中，所述通信信道包括量子信道和/或经典信道。

优选地，在本发明的一个实施例中，光源可以为相干光源。