[发明专利]一种在量子密钥分发后的处理中进行误码纠错的方法

摘要

本发明公开一种量子密钥分发后处理中对误码进行汉明纠错的方法，基于汉明纠错，采用变长密钥块块长，即根据误码率的不同采取不同的块长，并且每次纠错过程中的每一轮都采取不同的块长；块长的选取根据提前计算估计得到。采用本发明的技术方案，提高了汉明纠错协议的纠错效率。

主权项

1.一种在量子密钥分发后的处理中进行误码纠错的方法，其特征在于，包括：发送端获取第一原始密钥和误码率估计值；接收端获取第二原始密钥和误码率估计值；发送端和接收端分别根据误码率估计值确定各自的调度方案，进行多轮纠错；根据量子密钥分发物理端发送的误码率估计值，通过查表的方式确定调度方案，以进行多轮纠错，其具体为：根据当前误码率估计值，查找预先存储的调度方案表，找到与误码率估计值对应的调度方案，以确定纠错轮次以及每轮纠错的密钥块块长，该调度方案通过以下方法得到：第一，采用2的幂次作为块长；第二，采取根据误码率调整块长选择；动态地根据误码率调整块长，使得汉明纠错的效果最大化；第三，采取固定编码的方案，以减少交互次数和暴露的位数，所述固定编码，就是将动态的块长选择固定化；通过纠错开始前的误码率估计，得到一个总的块长调度方案；第四，采用概率的方法得到最终的调度方案，生成一个概率模型，模拟在平均情况下的误码的分布；使用这个概率模型，将调度方案作为输入，调度方案对应的纠错效率作为输出，给每个调度方案一个评判优劣的标准；根据这个标准，找到每个误码率下的最优调度方案；其中，一轮纠错过程包括如下步骤：S1、发送端和接收端根据随机种子对第一、二原始密钥进行随机重排；S2、发送端和接收端根据调度方案中每一轮的密钥分块长度，将第一、二原始密钥进行分块，并给第一、二原始密钥的每个密钥块按照相同顺序编号；S3、发送端和接收端对各自的每个密钥块求奇偶校验和，并且发送端将自身每个密钥块的奇偶校验和发送给接收端；S4、发送端和接收端丢弃各自每个密钥块自左向右的第一位；S5、接收端将自身的每个密钥块奇偶校验和与其密钥块编号相同的发送端自身的密钥块奇偶校验和进行异或运算，如果结果为1，则接收端的密钥块奇偶校验和与其密钥块编号相同的发送端的密钥块奇偶校验和不同，并将奇偶校验和不同的密钥块编号发给发送端，其中，接收端和发送端分别将这些奇偶校验和不同的密钥块记作mismatch块；S6、发送端和接收端对各自所有mismatch块进行求校验子，并且发送端将自身所有mismatch 块的校验子发送给接收端；S7、接收端将自身每个mismatch块的校验子与其密钥块编号相同的发送端自身mismatch块校验子进行异或运算，对于每个mismatch块，如果运算结果的log2N位都为0，其中，N为密钥块块长，则该密钥块没有错误；否则，根据汉明纠错原理，将所述运算结果转置并化为十进制数，所述十进制数为接收端的该密钥块自左向右的出错位编号，并将所述编号对应位的0或1值取反；S8、发送端和接收端丢弃每个密钥块自左向右编号为2i(i＝0、1、2、…..)的位，其中，1≤2i＜N‑1，N为密钥块块长；根据调度方案中的纠错轮次和每轮中密钥块长度，重复步骤S1‑S8，直到双方持有的密钥相同为止。