[发明专利]用于量子密钥分发中的保密增强方法和系统

权利要求书

1.一种用于量子密钥分发中的保密增强方法，其特征在于，包括：

步骤1：根据预设最终共享密钥的大小，将协商密钥分成两个部分，通过线性反馈移位寄存器LFSR构造托普利兹矩阵，对后一部分协商密钥进行分块；

步骤2：根据协商密钥分块每个元素的值，利用累加器将协商密钥分块与托普利兹矩阵的乘法运算转换成加法运算，记录中间密钥；

步骤3：合并所有中间密钥，取尾部与协商密钥前一部分长度相同的比特序列进行异或，得到最终所需的共享密钥。

2.根据权利要求1所述的用于量子密钥分发中的保密增强方法，其特征在于，将长度为n的协商密钥划分为两个部分W_r和W_TA，长度分别为r和n-r，其中r为最终共享密钥的长度，将长度为n-r的部分分成N个分块，分块长为k，若最后一分块长度不足时进行补0，同时设置累加器的初始状态为0。

3.根据权利要求2所述的用于量子密钥分发中的保密增强方法，其特征在于，对质数2的平方根小数部分的序列进行模2运算，取二进制序列的前m位比特存储到寄存器当中并记为H₀，其中m≤r；

H₀的值是LFSR的初始状态，也是托普利兹矩阵的第一列，将LFSR的初始状态向右移动一位，即托普利兹矩阵向下移动一位，得到除第一个元素外的第二列的每一个元素，将H₀的每一位元素与阶数为m的本原多项式相应位置进行异或，最后将所有异或结果累加得到第二列第一个元素，重复进行构造出m×k的托普利兹矩阵。

4.根据权利要求3所述的用于量子密钥分发中的保密增强方法，其特征在于，将第一个协商密钥分块W_TA1和H₀构造的托普利兹矩阵输入到压缩模块中，当W_TA1[a]＝1，a＝0,1,…,k-1时，将托普利兹矩阵的第a列的值与累加器中相应的值进行累加；当W_TA1[a]＝0，a＝0,1,…,k-1时，不做任何处理；

进行k次循环后，再将累加器中的值与上一轮寄存器中的值进行异或，此时累加器中的值即为中间密钥H₁，长度为m比特。

5.根据权利要求4所述的用于量子密钥分发中的保密增强方法，其特征在于，将H₁值更新到寄存器当中，作为下一个分块的LFSR的初始状态，当最后一个分块处理完成后合并所有中间密钥，记为H₀,H₁,…,H_N，取尾部的r个比特与W_r进行异或，得到最终共享密钥。

6.一种用于量子密钥分发中的保密增强系统，其特征在于，包括：

模块M1：根据预设最终共享密钥的大小，将协商密钥分成两个部分，通过线性反馈移位寄存器LFSR构造托普利兹矩阵，对后一部分协商密钥进行分块；

模块M2：根据协商密钥分块每个元素的值，利用累加器将协商密钥分块与托普利兹矩阵的乘法运算转换成加法运算，记录中间密钥；

模块M3：合并所有中间密钥，取尾部与协商密钥前一部分长度相同的比特序列进行异或，得到最终所需的共享密钥。

7.根据权利要求6所述的用于量子密钥分发中的保密增强系统，其特征在于，将长度为n的协商密钥划分为两个部分W_r和W_TA，长度分别为r和n-r，其中r为最终共享密钥的长度，将长度为n-r的部分分成N个分块，分块长为k，若最后一分块长度不足时进行补0，同时设置累加器的初始状态为0。