[发明专利]一种用于多自由度调制QKD的密钥协商方法

权利要求书

1.一种用于多自由度调制QKD的密钥协商方法，其特征在于，所述密钥协商方法包括如下步骤：

S1、协商端监听网络，发送端输入协商端的IP地址，所述发送端与协商端建立连接；

S2、发送端向协商端发送所持筛后密钥串K_Ra的部分K_Sa0及其地址索引，剩余比特为K_Sa，协商端根据地址索引公开所持筛后密钥串K_Rb的对应部分K_Sb0，剩余比特为K_Sb双方均采用分组奇偶校验法计算密钥的量子误码率；

S3、若误码率高于或等于预先设定的安全阈值，则舍弃本次传输的所有信息比特；若小于预先设定的安全阈值，则协商端输入所持密钥K_Sb至编码单元；

S4、协商端编码单元输出拓展后的校验子K_c至发送端；

S5、发送端接收校验子解调后截取一部分，与所持密钥串K_Sa一同输入至译码单元，经过译码算法迭代后输出密钥串K或译码失败标志Flag＝0，协商完毕。

2.如权利要求1所述的密钥协商方法，其特征在于：在所述步骤S2中，采用分组奇偶校验法计算密钥的量子误码率包括以下步骤：

S2-1、发送端和协商端双方分别将K_Sa0、K_Sb0顺序均分为m组比特串，分别记为l₁,l₂,…,l_m，设l_m组中包含n个比特记为l_m1,l_m2,…,l_mn，组中包含n个比特记为

S2-2、发送端和协商端分别计算各自每组比特串的奇偶校验和，发送端的m组筛后密钥比特串对应的奇偶校验和为e₁,e₂,…e_m，协商端的m组筛后密钥比特串对应的奇偶校验和为其中

S2-3、发送端和协商端通过经典认证信道，公布各自m组筛后密钥比特串的奇偶校验和，得到其筛后密钥比特串的奇偶校验和的错误率，记为e_p；

S2-4、若发送端和协商端的筛后密钥实际误码率为e_s，则有

从而筛后密钥的误码率估计值为：

所述K_Ra、K_Sa0、K_Sa，K_Rb、K_Sb0、K_Sb满足：

K_Ra＝K_Sa+K_Sa0

K_Rb＝K_Sb+K_Sb0。

3.如权利要求1所述的密钥协商方法，其特征在于，在所述步骤S4中，所述编码单元运行时，包括如下步骤：

S4-1、基本校验矩阵更新；

S4-2、校验矩阵拓展；

S4-3、利用步骤S4-2所得校验矩阵对输入的密钥串K_Sb进行编码，提取校验子K_c。

4.如权利要求3所述的密钥协商方法，其特征在于，所述步骤S4-1包括：

S4-1-1、根据误码率，协商端按照事先约定好的规则确定编码单元所用的校验矩阵码率QBR，相应的基本校验矩阵从IEEE802.16eLDPC基本校验矩阵中选择；

S4-1-2、选取编码码长z₀，z_f为最大扩展子；

S4-1-3、根据所选取码率和码长更新基本校验矩阵移位集：

其中，表示向下取整运算。

5.如权利要求4所述的密钥协商方法，其特征在于，在所述步骤S4-1-1中，选取的校验矩阵为采用IEEE802.16e标准下的基本校验矩阵，该基本校验矩阵列数均为24，其包括五种码率，分别为1/2、2/3B、3/4A、3/4B和5/6。