[发明专利]一种用于量子密钥分发后处理的方法及系统

说明书

本发明公开一种用于量子密钥分发后处理的方法及系统。该方法包括：通过量子信道传输量子密钥；根据量子密钥进行密钥筛选，得到筛选后的密钥；随机抽取一部分筛选后的密钥进行对照，得到抽样密钥的误码率，将抽样密钥的误码率作为剩余筛选后的密钥的误码率估计值；根据误码率估计值对未公开的量子密钥进行纠错，得到纠错后的量子密钥；对纠错后的量子密钥进行错误校验，得到安全的量子密钥；对安全的量子密钥进行保密放大操作，得到绝对安全的量子密钥。本发明能够减少密钥纠错中低密度奇偶校验编码的运算量，降低量子密钥分发后处理过程中引入的计算延时，提高量子安全密钥的生成速率。

技术领域

本发明涉及量子通信领域，特别是涉及一种用于量子密钥分发后处理的方法及系统。

背景技术

随着社会的发展和互联网的普及，信息安全备受关注。对于国家、公司和个人来说，信息安全至关重要。如果有人将先进的网络技术用于不正当行为，将会导致严重后果。信息安全的核心是密码，但是现有的密码技术的计算通常是不太安全的。随着量子计算机和量子算法的提出，经典密码体制的安全性面临着巨大的条件。目前一次一密(OTP)是一种无条件安全的密码体制，但是在实际应用中OTP存在密钥分发难的问题。量子密钥分发(QKD)利用量子力学原理成功解决了密钥分发难的问题。

量子密钥分发(QKD)提供了一种能够在合法的通信双方之间产生无条件安全密钥的方式，其安全性基础是不可克隆原理和海森堡测不准原理等量子力学基本原理。将量子密钥分发过程和一次一密结合起来可以实现无条件安全的保密通信。

量子密钥分发主要包括量子信号传输阶段和后处理阶段。在QKD协议中，通信双方通过量子信号制备、传输、测量，并在密钥筛选之后得到筛后密钥。但是，由于实验设备的不完善、外界环境的干扰和窃听者的影响，导致获得的筛后密钥中有部分信息不相同，部分信息被Eve获取，这时需要误码估计、密钥协商、错误校验和保密放大等后处理步骤来获得完全一致且安全的二进制密钥(后处理阶段是在可信认证的经典信道中进行的，即窃听者可以窃听但不能篡改其中的内容)。

由于近年来QKD的发展致力于提高传输距离，而现有的QKD后处理在速度和效率上一直是限制传输距离的重要因素，主要问题是密钥协商的纠错处理导致时间的延迟。

发明内容

本发明的目的是提供一种用于量子密钥分发后处理的方法及系统，能够降低量子密钥分发后处理过程中引入的计算延时，从而提高量子安全密钥的生成速率。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：

一种用于量子密钥分发后处理的方法，包括：

通过量子信道传输量子密钥；

根据所述量子密钥进行密钥筛选，得到筛选后的密钥；

随机抽取一部分所述筛选后的密钥进行对照，得到抽样密钥的误码率，将所述抽样密钥的误码率作为剩余所述筛选后的密钥的误码率估计值；

根据所述误码率估计值对未公开的量子密钥进行纠错，得到纠错后的量子密钥；

对所述纠错后的量子密钥进行错误校验，得到安全的量子密钥；

对所述安全的量子密钥进行保密放大操作，得到绝对安全的量子密钥。

可选的，所述根据所述量子密钥进行密钥筛选，得到筛选后的密钥，具体包括：

获取基选择相同的原始密钥；

根据基选择相同的原始密钥，得到筛选后的密钥。

可选的，所述根据所述误码率估计值对未公开的密钥进行纠错，得到纠错后的量子密钥，具体包括：

当所述误码率估计值低于设定阈值时，根据奇偶校验矩阵中与信息比特序列d对应的部分矩阵的1的位置，运算所述部分矩阵与所述信息比特序列d的异或值，通过所述异或值计算向量；