[发明专利]一种主动防御方法

权利要求书

1.波长攻击方法的主动防御方法，其特征在于，包括以下过程：

S1，使用第二偏振分束器分离耦合光中的信号光和本振光，将本振光发送至第二分束器分为10％的强度基准光和90％的本振光，使信号光入射第四幅度调制器对其光强进行随机衰减；

S2，使用第二光电二极管检测强度基准光的振幅，并将测量结果发送至计算机，若该振幅增量超过30％，则删除此处数据，记录此处数据序号，并通过经典信道将数据序号发送至发送端，发送端删除相应位置的数据，否则不做处理；

S3，使用第二相位调制器对90％的本振光进行相位调制产生随机数，用以实现测量基的随机选择，使用计算机将测量基发送至发送端，发送端据此保留信号光的正交振幅X_A和正交相位P_A；

使用第三微控制器对衰减后信号光的延迟进行补偿，使信号光与90％的本振光对齐；

S4，分别使用第一滤光片、第二滤光片对信号光、本振光进行滤波，并将滤波结果输入零差探测器进行测量，得到接收端接收的信号光的正交振幅X_B或正交相位P_B，此时接收端和发送端共享长度为N的密钥串；

S5，发送端和接收端均将共享密钥分为m组长度为n的密钥，发送端将每组密钥的一部分数据发送至接收端，接收端找出对应位置的部分数据计算散粒噪声估计值；

S6，接收端删除散粒噪声估计值变化量超过30％的密钥组，并通过经典信道将这些密钥组的位置告知发送端，发送端删除对应位置的密钥组；

S7，计算剩余各密钥组的密钥率，删除密钥率小于零的密钥组，通信双方共享一串安全密钥；

所述散粒噪声估计值的计算公式如下：

其中r₁、r₂分别表示接收端测量信号光的衰减系数、测量散粒噪声的衰减系数，r₁＝0.001，r₂＝1，V_s1、V_s2分别表示利用衰减系数r₁、r₂进行信号光衰减后零差探测器测量值的方差，v_el表示使用散粒噪声归一化后零差探测器的电子学噪声的方差；

所述密钥率的计算过程如下：

使用下式计算每组密钥的互信息量：

其中I_m表示第m组密钥的互信息量，V表示无噪信道下接收端的测量方差，V＝V_A+1，V_A表示发送端的调制方差，χ_tot表示总噪声方差，χ_line表示信道额外噪声方差，表示每组密钥对应的接收端与发送端的信道透射率，k表示用于参数估计的密钥总数，j为表示密钥数目的变量，x_j、y_j分别表示发送端、接收端选取的部分密钥数据，表示每组密钥对应信道的额外噪声估计值，r₁、r₂分别表示接收端测量信号光的衰减系数、测量散粒噪声的衰减系数，V_s1、V_s2分别表示利用衰减系数r₁、r₂进行信号光衰减后零差探测器测量值的方差，η表示零差检测器的效率，表示每组密钥对应信道的散粒噪声估计值，χ_hom表示零差检测噪声方差，χ_ho_m＝(1-η+v_el)/η，v_el表示使用散粒噪声归一化后零差探测器的电子学噪声的方差；

使用下式计算窃听端能从接收端获取的最大信息量：

其中χ_m表示第m组密钥中窃听端能窃听到信息的Holevo界，λ_b为γ_m的辛特征值，b代表辛特征值的序号，γ_m为协方差矩阵，

G(x)＝(x+1)log₂(x+1)-xlog₂x为冯诺依曼熵公式，

计算每组密钥的密钥率，其中K_m表示第m组密钥的密钥率，β为协商效率。