量子密钥分发系统的数据后处理方法技术方案

本发明专利技术公开了一种量子密钥分发系统的数据后处理方法，包括以下步骤：分别探测发送方发射的多个信号；根据信号的数量和多个信号的数量得到第一探测器的探测效率和第二探测器的探测效率；根据第一探测器的探测效率和第二探测器的探测效率得到安全的密钥，或者，根据第一探测器的探测效率、第二探测器的探测效率得到安全的密钥、相位误码和比特误码得到安全的密钥。本发明专利技术实施例的处理方法通过两种不同的方案得到安全密钥，其中包括没有误码率的理想情况和有误码的实际情况，从而可以更好地保证量子密钥分发系统的安全性，改善现有的量子密钥分发处理方法，提高用户的使用体验。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及互联网通讯
，特别涉及一种量子密钥分发系统的数据后处理 方法。
技术介绍
在理论上，QKD(quantum key distribution，量子密钥分发）提供了基于物理定律 的无条件安全。然而，在实际应用中，探测器效率的漏洞对于实用量子密钥分发系统可能是 致命的，因为实际测量中很难保证两个探测器的完全相同，导致攻击者可能通过时移攻击 等方法使两个探测器存在明显的效率失谐，使得得到的〇和1的数量不一样多，从而从中获 取信息，破坏了 QKD系统的安全性。
技术实现思路
本专利技术旨在至少在一定程度上解决上述相关技术中的技术问题之一。 为此，本专利技术的目的在于提出一种，该处理 方法可以更好地保证量子密钥分发系统的安全性，并且简单方便。 为达到上述目的，本专利技术实施例提出了一种量子密钥分发系统的数据后处理方 法，所述量子密钥分发系统包括发送方和接收方，所述接收方包括第一探测器和第二探测 器，所述包括以下步骤：S1 :所述接收方的第一探测器和第二探测器分别探测发送方发射 的多个信号，所述第一探测器用于探测第一信号，所述第二探测器用于探测第二信号；S2 : 根据所述第一信号的数量和所述多个信号的数量得到所述第一探测器的探测效率，并根据 所述第二信号的数量和所述多个信号的数量得到所述第二探测器的探测效率；S3 :根据所 述第一探测器的探测效率和第二探测器的探测效率得到安全的密钥，或者，根据所述第一 探测器的探测效率、第二探测器的探测效率得到安全的密钥、相位误码和比特误码得到安 全的密钥。 根据本专利技术实施例提出的，通过第一探测器 的探测效率和第二探测器的探测效率得到安全的密钥，或者，根据第一探测器的探测效率、 第二探测器的探测效率得到安全的密钥、相位误码和比特误码得到安全的密钥，通过两种 不同的方案得到安全密钥，其中包括没有误码率的理想情况和有误码的实际情况，从而解 决攻击者可以通过时移攻击等方法从中获取信息这一问题，以将攻击者可能掌握的信息进 行剔除，更好地保证量子密钥分发系统的安全性，改善现有的量子密钥分发处理方法，提高 用户的使用体验。 另外，根据本专利技术上述实施例的还可以具有 如下附加的技术特征： 进一步地，在本专利技术的一个实施例中，在所述S3之前，还包括：丢弃探测效率高的 探测器探测到的部分信号，以使所述第一探测器和所述第二探测器探测到的信号的数量一 致。 进一步地，在本专利技术的一个实施例中，所述根据所述第一探测器的探测效率和第 二探测器的探测效率得到安全的密钥的公式为： 其中，ru为所述第一探测器的探测效率，n i为所述第二探测器的探测效率。 进一步地，在本专利技术的一个实施例中，所述根据所述第一探测器的探测效率、第二 探测器的探测效率得到安全的密钥、相位误码和比特误码得到安全的密钥的公式为： 其中，ep为所述相位误码，e b为所述比特误码，H2(X) = -Xlog2X-(I-X) Iog2(I-X)， H2(X)为二元的香农熵函数。 另外，在本专利技术的一个实施例中，所述根据所述第一探测器的探测效率、第二探测 器的探测效率得到安全的密钥、相位误码和比特误码得到安全的密钥的公式为： 其中，ep为所述相位误码，e b为所述比特误码，H2(X) = -Xlog2X-(I-X) Iog2(I-X)， H2(X)为二元的香农熵函数。 本专利技术附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变 得明显，或通过本专利技术的实践了解到。【附图说明】 本专利技术的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变 得明显和容易理解，其中： 图1为相关技术中的探测效率和时间的曲线不意图； 图2为根据本专利技术实施例的的流程图。【具体实施方式】 下面详细描述本专利技术的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终 相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附 图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本专利技术，而不能理解为对本专利技术的限制。 此外，术语"第一"、"第二"仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性 或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有"第一"、"第二"的特征可以明示或 者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本专利技术的描述中，"多个"的含义是两个或两个以 上，除非另有明确具体的限定。 在本专利技术中，除非另有明确的规定和限定，术语"安装"、"相连"、"连接"、"固定"等 术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机 械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元 件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发 明中的具体含义。 在本专利技术中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之"上"或之"下" 可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它 们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征"之上"、"上方"和"上面"包括第一 特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征 在第二特征"之下"、"下方"和"下面"包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表 示第一特征水平高度小于第二特征。 下面在描述根据本专利技术实施例提出的之前， 先来简单描述一下相关技术中量子密钥分发系统。 QKD (quantum key distribution，量子密钥分发）基于量子力学，为两个合法用 户，一个发送方和一个接收方，提供了一种即使在有窃听者存在的情况下依然可以安全共 享密钥的方法。在成功共享密钥之后，两个用户可以用它对自己要传递的信息进行加密，从 而实现安全通信。其中Bennett-Brassard_1984(BB84)协议是最著名，被使用最广泛的量 子密钥分发协议。BB84协议通过光的偏振，从而对光子进行编码，以等概率随机编码在水 平竖直偏振（Z基）正负45度偏振（X基）。发送方随机产生一串0,1比特的数串，当选择 在Z基下进行编码，发送方将0编码成|0〉，将1编码成|1〉，在X基下，发送方将0编码成将1编码成丨_> = $(调一 |1>)?然后通过量子信道发送给接收方，接 收方以等概率使用X基或Z基测量从发送方发出的信息，之后发送方和接收方在被鉴定的 经典信道中公布自己编码和测量选择的基，撒选出选择相同的基进行编码和测量的数据。 这个协议的安全性基于非正交的态之间无法通过测量完全分辨。在考虑存在窃当前第1页1 2 3 本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种量子密钥分发系统的数据后处理方法，其特征在于，所述量子密钥分发系统包括发送方和接收方，所述接收方包括第一探测器和第二探测器，所述包括以下步骤：S1：所述接收方的第一探测器和第二探测器分别探测发送方发射的多个信号，所述第一探测器用于探测第一信号，所述第二探测器用于探测第二信号；S2：根据所述第一信号的数量和所述多个信号的数量得到所述第一探测器的探测效率，并根据所述第二信号的数量和所述多个信号的数量得到所述第二探测器的探测效率；S3：根据所述第一探测器的探测效率和第二探测器的探测效率得到安全的密钥，或者，根据所述第一探测器的探测效率、第二探测器的探测效率得到安全的密钥、相位误码和比特误码得到安全的密钥。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：马雄峰，赵琦，
申请(专利权)人：清华大学，
类型：发明
国别省市：北京;11