[发明专利]基于离散调制非正交态的量子密钥共享方法

说明书

本发明公开了一种基于离散调制非正交态的量子密钥共享方法，包括终端和远程用户接入光纤信道；从最远端的远程用户开始，各远程用户将离散调制的非正交态注入数据信息，直至所有远程用户均注入并发送至终端；终端测量数据信息得到测量结果；重复上述步骤；确定各远程用户到终端的量子信道的透射率；终端重新计算测量结果得到最终测量结果，建立远程用户到终端的点对点连续变量量子密钥分发链路；计算各分发链路的安全密钥率并选定最终安全密钥率；终端判定最终安全密钥率使得终端与每个远程用户共享不同的密钥；终端完成目标信息在所有远程用户之间的共享。本发明方法能够满足多用户量子密钥共享，而且可靠性高、实时性好。

技术领域

本发明属于量子保密通信领域，具体涉及一种基于离散调制非正交态的量子密钥共享方法。

背景技术

随着经济技术的发展和人们生活水平的提高，通信已经广泛应用于人们的生产和生活当中，给人们的生产和生活带来了无尽的便利。而随着智能时代的到来，人们对于通信的安全性问题也越来越重视。

连续变量量子密钥分发是在不可信的量子信道上实现的点对点的密钥分发，它的安全性可由量子力学原理来进行保证。发送方(Alice)通过对量子态相空间中的正交分量进行编码，然后接收方(Bob)使用相干检测技术来测量输入信号的态，最后经过后处理阶段，Alice和Bob可以共享一个相同的密钥串。连续变量量子密钥分发的优点之一是它能够兼容最先进的商业通信技术，因此它能够较容易的被并入到现代通信网络中去。

一般来说，根据调制方式的不同，连续变量量子密钥分发又可分为高斯调制的连续变量量子密钥分发和离散调制的连续变量量子密钥分发。高斯调制的连续变量量子密钥分发由于其重复率通常较高，因此已经得到了广泛的研究并更有可能获得更高的密钥率。而对于离散调制的连续变量量子密钥分发，它的产生则通过制备几类非正交相干态并利用其正交分量在相空间的符号来进行编码信息，因此，其具有更多的优秀纠错码用于离散调制密钥，从而使得离散调制连续变量量子密钥分发更加适合在远距离低信噪比的情况下进行密钥分发。

此外，随着量子通信网络的快速发展，已经越来越多的出现了多个用户(至少3个用户)的密钥共享需求场景：比如一个合法的终端想通过不可信的量子信道来与多个远程用户进行密钥共享，但终端无法确保所有远程用户的可靠性，因此他必须确保每个远程用户都无法单独恢复出整体的密钥信息。

但是，目前的点对点的连续变量量子密钥分发系统，根本无法保证多个用户(至少3个用户)的密钥共享需求，从而制约着行业的发展。

发明内容

本发明的目的在于提供一种能够满足多用户量子密钥共享，而且可靠性高、实时性好的基于离散调制非正交态的量子密钥共享方法。

本发明提供的这种基于离散调制非正交态的量子密钥共享方法，包括如下步骤：

S1.终端和n个远程用户均接入共同的光纤信道；

S2.距离终端最远的远程用户，自行制备调制好的非正交态，并将非正交态发送给距离自己最近的远程用户；

S3.接收状态的远程用户接收数据信号，自行制备调制好的非正交态，并将非正交态注入到接收的数据信号中，并将注入后的数据信号再次发送给距离自己最近的、未注入过非正交态的远程用户；

S4.重复步骤S3直至所有的远程用户均注入过非正交态，此时最后一个注入非正交态的远程用户将注入了自身调制好的非正交态后的数据信息发送给终端；

S5.终端对接收到的数据信息进行测量，从而得到测量结果；

S6.重复步骤S3～S5直至设定的次数，此时终端得到若干组连续相关的测量结果，所有远程用户得到若干组连续相关的注入数据；