一种量子密钥分配设备成码率确定方法及系统技术方案

本发明专利技术公开一种量子密钥分配设备成码率确定方法及系统。方法包括：获取原始密钥；对所述原始密钥进行筛选，得到筛后密钥；对所述筛后密钥进行纠正，得到协商密钥；对所述协商密钥的安全性进行比较，得到安全密钥和牺牲密钥；获取对所述协商密钥的安全性进行比较时的起始时间和结束时间；获取所述安全密钥的密钥量；根据所述密钥量、所述起始时间和所述结束时间，确定量子密钥分配设备的成码率。采用本发明专利技术的方法或者系统，能够直接得到安全密钥的成码率。

【技术实现步骤摘要】
一种量子密钥分配设备成码率确定方法及系统
本专利技术涉及量子保密通信领域，特别是涉及一种量子密钥分配设备成码率确定方法及系统。
技术介绍
保密通信的安全性是通信中人们最为关注的问题。经典密码体制只能提供有限的计算安全性，在量子计算机和量子算法的提出之后面临着巨大的挑战。量子保密通信将量子力学和密码学相结合，基于量子力学的基本原理(海森堡不确定性原理、测量坍缩原理和量子态不可克隆原理)，能够为通信双方提供不可被窃听、存储和破解的量子密钥安全共享信道。1984年，物理学家Bennett和密码学家Brassard提出了量子密钥分配(QuantumKeyDistribution，QKD)及一套完整的量子通信协议，简称为BB84协议，将量子密钥分配与“一次一密”(OTP)加密体制相结合，能够提供理论上的无条件安全性，成为业界的研究热点。量子密钥分配主要包括量子信号传输阶段和后处理阶段，量子信号传输阶段主要完成的是在发送方(Alice)和接收方(Bob)之间进行的量子态的发送、传输和测量过程，经过量子信道传输后，Alice和Bob的密钥信息只是部分相关、部分安全的。为了得到完全一致、无条件安全的最终安全密钥，Alice和Bob需要在认证的经典信道(窃听者可以窃听但是不能篡改其中的内容)上对这些密钥进行进一步后处理，包括对基(无效信号的剔除)、密钥协商和错误校验(纠正密钥中的错误比特)、以及保密放大(对可能被窃听信息的剔除)等过程。后处理是QKD系统必不可少的部分，其性能不仅直接影响到最终量子安全密钥生成率，同时还关乎整个QKD系统的性能。现阶段对于量子保密通信的测试技术与方法研究尚且薄弱，量子保密通信的关键性能指标参数(如安全密钥成码率、安全密钥成码稳定性等)只能从QKD厂家的设备网管获取，缺乏第三方测试手段，并且无法获得量子密钥分配的后处理过程安全密钥的成码率。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种量子密钥分配设备成码率确定方法及系统，能够直接得到安全密钥的成码率。为实现上述目的，本专利技术提供了如下方案：一种量子密钥分配设备成码率确定方法，所述确定方法包括：获取原始密钥；对所述原始密钥进行筛选，得到筛后密钥；对所述筛后密钥进行纠正，得到协商密钥；对所述协商密钥的安全性进行比较，得到安全密钥和牺牲密钥；获取对所述协商密钥的安全性进行比较时的起始时间和结束时间；获取所述安全密钥的密钥量；根据所述密钥量、所述起始时间和所述结束时间，确定量子密钥分配设备的成码率。可选的，所述对所述原始密钥进行筛选，得到筛后密钥，具体包括：对所述原始密钥进行比特筛选和基筛选，得到筛后密钥。可选的，所述对所述筛后密钥进行纠正，得到协商密钥，具体包括：对所述筛后密钥进行误码估计和协商纠错操作，得到协商密钥。可选的，所述对所述协商密钥的安全性进行比较，得到安全密钥和牺牲密钥，具体包括：对所述协商密钥进行哈希函数操作，得到安全密钥和牺牲密钥，所述安全密钥为安全性能大于设定阈值的密钥，所述牺牲密钥为安全性能小于设定阈值的密钥。可选的，所述根据所述密钥量、所述起始时间和所述结束时间，确定量子密钥分配设备的成码率，具体包括：根据公式计算量子密钥分配设备的成码率ysecure(k)；其中，ysecure(k)表示量子密钥分配设备的成码率，xsecure(k)表示安全密钥的密钥量，ts4表示安全密钥获取的起始时间，tend4表示安全密钥获取的结束时间。为实现上述目的，本专利技术提供了如下方案：一种量子密钥分配设备成码率确定系统，所述测试系统包括：第一获取模块，用于获取原始密钥；筛后密钥确定模块，用于对所述原始密钥进行筛选，得到筛后密钥；协商密钥确定模块，用于对所述筛后密钥进行纠正，得到协商密钥；安全密钥、牺牲密钥确定模块，用于对所述协商密钥的安全性进行比较，得到安全密钥和牺牲密钥；第二获取模块，用于获取对所述协商密钥的安全性进行比较时的起始时间和结束时间；第三获取模块，用于获取所述安全密钥的密钥量；成码率计算模块，用于根据所述密钥量、所述起始时间和所述结束时间，确定量子密钥分配设备的密钥成码率。可选的，所述筛后密钥确定模块，具体包括：筛后密钥确定单元，用于对所述原始密钥进行比特筛选和基筛选，得到筛后密钥。可选的，所述协商密钥确定模块，具体包括：协商密钥确定单元，用于对所述筛后密钥进行误码估计和协商纠错操作，得到协商密钥。可选的，所述安全密钥、牺牲密钥确定模块，具体包括：安全密钥、牺牲密钥确定单元，用于对所述协商密钥进行哈希函数操作，得到安全密钥和牺牲密钥，所述安全密钥为安全性能大于设定阈值的密钥，所述牺牲密钥为安全性能小于设定阈值的密钥。可选的，所述成码率计算模块，具体包括：成码率计算单元，用于根据公式计算量子密钥分配设备的成码率ysecure(k)；其中，ysecure(k)表示量子密钥分配设备的成码率，xsecure(k)表示安全密钥的密钥量，ts4表示安全密钥获取的起始时间，tend4表示安全密钥获取的结束时间。根据本专利技术提供的具体实施例，本专利技术公开了以下技术效果：本专利技术提供一种量子密钥分配设备成码率确定方法，所述确定方法包括：获取原始密钥；对所述原始密钥中进行筛选，得到筛后密钥；对所述筛后密钥进行纠正，得到协商密钥；对所述协商密钥的安全性进行比较，得到安全密钥和牺牲密钥；获取对所述协商密钥的安全性进行比较时的起始时间和结束时间；获取所述安全密钥的密钥量；根据所述密钥量、所述起始时间和所述结束时间，确定实际安全密钥成码率。采用上述方法能够直接得到安全密钥成码率的实际值。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为本专利技术实施例量子密钥分配设备成码率确定方法流程图；图2为本专利技术实施例量子密钥分配设备成码率确定系统结构图。具体实施方式下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。为使本专利技术的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本专利技术作进一步详细的说明。图1为本专利技术实施例量子密钥分配设备成码率确定方法流程图。如图1所示，一种量子密钥分配设备成码率确定方法，所述确定方法包括：步骤101：获取原始密钥；步骤102：对所述原始密钥进行筛选，得到筛后密钥；步骤103：对所述筛后密钥进行纠正，得到协商密钥；步骤104：对所述协商密钥的安全性进行比较，得到安全密钥和牺牲密钥；步骤105：获取对所述协商密钥的安全性进行比较时的起始时间和结束时间；步骤106：获取所述安全密钥的密钥量；步骤107：根据所述密钥量、所述起始时间和所述结束时间，确定量子密钥分配设备的成码率。步骤102，具体包括：对所述原始密钥进行比特筛选和基筛选，得到筛后密钥。步骤103，具体包括：对所述筛后密钥进行误码估计和协商纠错操作，得到协商密钥。步骤1本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种量子密钥分配设备成码率确定方法，其特征在于，所述确定方法包括：获取原始密钥；对所述原始密钥进行筛选，得到筛后密钥；对所述筛后密钥进行纠正，得到协商密钥；对所述协商密钥的安全性进行比较，得到安全密钥和牺牲密钥；获取对所述协商密钥的安全性进行比较时的起始时间和结束时间；获取所述安全密钥的密钥量；根据所述密钥量、所述起始时间和所述结束时间，确定量子密钥分配设备的成码率。

【技术特征摘要】
1.一种量子密钥分配设备成码率确定方法，其特征在于，所述确定方法包括：获取原始密钥；对所述原始密钥进行筛选，得到筛后密钥；对所述筛后密钥进行纠正，得到协商密钥；对所述协商密钥的安全性进行比较，得到安全密钥和牺牲密钥；获取对所述协商密钥的安全性进行比较时的起始时间和结束时间；获取所述安全密钥的密钥量；根据所述密钥量、所述起始时间和所述结束时间，确定量子密钥分配设备的成码率。2.根据权利要求1所述的量子密钥分配设备成码率确定方法，其特征在于，所述对所述原始密钥进行筛选，得到筛后密钥，具体包括：对所述原始密钥进行比特筛选和基筛选，得到筛后密钥。3.根据权利要求1所述的量子密钥分配设备成码率确定方法，其特征在于，所述对所述筛后密钥进行纠正，得到协商密钥，具体包括：对所述筛后密钥进行误码估计和协商纠错操作，得到协商密钥。4.根据权利要求1所述的量子密钥分配设备成码率确定方法，其特征在于，所述对所述协商密钥的安全性进行比较，得到安全密钥和牺牲密钥，具体包括：对所述协商密钥进行哈希函数操作，得到安全密钥和牺牲密钥，所述安全密钥为安全性能大于设定阈值的密钥，所述牺牲密钥为安全性能小于设定阈值的密钥。5.根据权利要求1所述的量子密钥分配设备成码率确定方法，其特征在于，所述根据所述密钥量、所述起始时间和所述结束时间，确定量子密钥分配设备的成码率，具体包括：根据公式计算量子密钥分配设备的成码率ysecure(k)；其中，ysecure(k)表示量子密钥分配设备的成码率，xsecure(k)表示安全密钥的密钥量，ts4表示安全密钥获取的起始时间，tend4表示安全密钥获取的结束时间。6.一种量子密钥分配设备成码率确定系统，其特征在于，所述测试系...

【专利技术属性】
技术研发人员：翟明岳，马茹昕，
申请(专利权)人：广东石油化工学院，
类型：发明
国别省市：广东,44