一种多方量子密钥分发系统的纠错方法技术方案

本发明专利技术涉及一种多方量子密钥分发系统的纠错方法，包括以下步骤：S1：计算系统误码率；S2：根据系统误码率寻找最优段长序列；S3：循环迭代执行如下步骤：S3.1:数据重排；S3.2：根据最优段长对发送方原始密钥和分发密钥进行分段；分别计算发送端与接收端的分段密钥的奇偶校验和，比对发送端与各接收端运算结果，得出运算结果不同的分段密钥；S3.3：通过Winnow纠错算法找出错误比特位置；S3.4：根据错误比特位置对各接收方共享密钥中相应位置的0或1值取反，直至达到最大迭代次数停止循环；S4：校验纠错结果；若各接收端都纠错成功，则结束运算；若至少一个接收端纠错不成功，则抛弃相应密钥。本发明专利技术提出一种可靠性高，纠错效率高，可适用于多方量子秘密分发系统的纠错方法。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及量子通信
，具体涉及量子密钥分发
，尤其涉及一种多方量子密钥分发系统的纠错方法。
技术介绍
量子通信的安全性依赖于量子密钥分发，量子密钥分发以量子物理与信息学为基础，被认为是安全性最高的加密方式，其需要一条用来传输量子态的量子信道，以及一条用来进行经典交互的可认证的(无错的)经典信道。在多方量子通信中，假设A向n个接收端发送相同的数据，如果使用不同的密钥，则A要准备n串密钥分别发送给接收端，接收端分别进行纠错，A要分别使用这n串密钥对待发送数据进行加密。使用现有技术进行如上通信要加密n次，A需要保存n串密钥，因此运算量大，存储密钥占用空间大；如果使用相同密钥，A只需要保存一串密钥，只需加密一次，因此运算量小，存储密钥占用空间小。Winnow纠错算法是QKD系统三大纠错算法之一，但是目前只局限于两方纠错。博士论文《远距离量子密钥分发系统的相关研究》介绍了基于Winnow的纠错算法，具体如下：1、Alice和Bob将密钥串分成长度Nh＝2m-1的密钥段，其中m是Hamming伴随式的长度，它决定了Hamming码的长度Nh。2、Alice计算每个密钥段的奇偶校验值，把它们发送给Bob，Bob计算相应密钥段的奇偶校验值，和Alice的作比较，取出奇偶校验结果不同的段。3、Alice和Bob把它们分别记为集合A和B，Alice计算A中每个密钥段的Hamming伴随式Sa,i(i∈A)，把它发送给Bob，Bob计算Sb,i(i∈B)，在获得到Sa,i后计算4、根据Hamming码的特性，Sd,i表示Alice和Bob第i个子段中错误比特的位置，Bob翻转Sd,i位置的密钥比特，即0→1，1→0。5、Alice与Bob按照相同方式打乱密钥串。6、进行错误率估计：(a)如果错误率仍大于某预设值，则修改段长为原来的2倍，返回至第2步进行循环迭代，直到满足结束条件。(b)如果错误率小于某预设值，纠错结束进入后面的校验过程。对密钥进行校验，如果校验不通过，则抛弃整个密钥。博士论文《远距离量子密钥分发系统的相关研究》提及的传统的winnow纠错算法，在后续的迭代过程中，当前段长选为上一次迭代段长的2倍。该方法的段长选择过于简单，段长并非最优值，效率不高。针对上述问题，公告号为106027230A的中国专利技术专利申请文件《一种量子密钥分发后处理中对误码进行汉明纠错的方法》，通过变长密钥块块长，提高了汉明纠错协议的纠错效率。然而此方法仅适用于两方纠错，不能直接应用于多方纠错。且该纠错方法没有选取最优段长，需持续循环直到双方密钥一致，较为冗长繁琐。该密钥分发过程中仅仅涉及到密钥分发问题，并没有涉及到分发后的纠错，也未给出相应的纠错方法，可靠性不高。或者仅仅适用于两方纠错，不能直接应用于多方纠错。在现有的Winnow纠错方法中，纠错方法没有选取最优段长，需持续循环直到双方密钥一致，较为冗长繁琐，且仅适用于两方纠错，不能直接应用于多方纠错。
技术实现思路
本专利技术的目的在于为避免上述现有技术所存在的不足，提出一种可靠性高，纠错效率高，可适用于多方量子密钥分发系统的纠错方法。本专利技术提供了应用于包括发送端和至少两个接收端的多方量子密钥分发平台，包括如下步骤：S1：计算系统的误码率PeX；S2：计算段长序列集合；所述发送端根据系统误码率PeX在段长序列集合中选取最优段长序列seg，记为seg＝{seg(1)，…，seg(i)，…，seg(n)本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种量子密钥分发系统的纠错方法，应用于包括发送端和至少两个接收端的多方量子密钥分发平台，其特征在于，包括如下步骤：S1：计算系统的误码率PeX；S2：计算段长序列集合；所述发送端根据系统误码率PeX在段长序列集合中选取最优段长序列seg，记为seg＝{seg(1)，…，seg(i)，…，seg(n)}，i∈[1，n]，n为最大迭代的次数，seg(i)为第i次迭代的段长；S3：循环迭代执行如下步骤：S3.1:令i的初始值为1，将所述的发送端的原始密钥和各接收端的共享密钥按相同方式打乱密钥串以进行数据重排；S3.2：根据段长seg(i)对原始密钥和共享密钥进行分段，得到若干分段密钥；分别计算发送端与接收端的分段密钥的奇偶校验和，对发送端与各接收端的奇偶校验和进行运算，得出不同的分段密钥；S3.3：根据seg(i)计算汉明伴随式的长度r，得到汉明矩阵H，通过Winnow纠错算法在所述的步骤S3.2得出的运算结果不同的分段密钥中，找出错误比特位置；S3.4：根据错误比特位置对各接收方共享密钥中相应位置的0或1值取反，更新i为i+1，返回步骤S3.1；直至i＝n+1,停止循环；S4：校验纠错结果；若各接收端都纠错成功，则结束运算；若至少一个接收端纠错不成功，则抛弃相应密钥。...

【技术特征摘要】
1.一种量子密钥分发系统的纠错方法，应用于包括发送端和至少两个接收端的多方量子密钥分发平台，其特征在于，包括如下步骤：S1：计算系统的误码率PeX；S2...

【专利技术属性】
技术研发人员：富尧，任鹏飞，卢阳，
申请(专利权)人：浙江神州量子网络科技有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江;33