一种基于动态纠错协商的信噪比变化制造技术

本发明专利技术提出一种基于动态纠错协商的信噪比变化

【技术实现步骤摘要】
一种基于动态纠错协商的信噪比变化CVQKD方法


[0001]本专利技术涉及量子通信
，尤其涉及一种基于动态纠错协商的信噪比变化
CVQKD
方法
。

技术介绍

[0002]连续变量量子密钥分发
(CVQKD)
系统具有高密钥传输速率
、
编码灵活和高经典设备兼容性等优点，在金融数据加密
、
云计算安全等方向拥有极大的发展潜力
。
在实际
CVQKD
系统搭建中，由于使用场景或环境的变化，
CVQKD
的信道可能发生不稳定变化，使系统的信噪比随时间变化，当系统不能根据当前信噪比实时对系统参数做出修改时，就会导致系统的协商效率下降，进而导致安全密钥率下降
。
因此，需要对
CVQKD
系统进行优化，使其能够根据系统当前信噪比实时调整数据处理策略，避免系统因信噪比变化导致的密钥率下降
。
[0003]纠错协商是
CVQKD
系统中数据处理的重要组成部分，为了减少连续变量量子密钥分发系统中因系统信噪比变化而造成的系统协商效率下降，进而导致系统安全密钥率下降的问题，需要一种有效提高在信噪比变化信道下连续变量量子密钥分发系统的协商效率和安全密钥率，解决当前连续变量量子密钥分发系统中因信道信噪比变化所导致的协商纠错效率下降，进而使系统安全密钥率下降问题的动态纠错协商方法
。

技术实现思路

[0004]针对信噪比变化频繁的连续变量量子密钥分发系统，本专利技术提出一种基于动态纠错协商的信噪比变化
CVQKD
方法，该方法实现简单，通用性强，可以实现根据系统实时信噪比对系统协商方式和
LDPC
纠错校验矩阵的实时选择，提升系统的安全密钥率
。
[0005]为实现上述目的，本专利技术采用的技术方案如下：
[0006]一种基于动态纠错协商的信噪比变化
CVQKD
方法，包括以下步骤：
[0007]步骤1，量子态高斯调制：发射端
Alice
通过量子信道向接收端
Bob
发送一串经过高斯调制的脉冲相干态量子信号光；
[0008]步骤2，随机测量基探测：接收端
Bob
采用零差探测方式，独立随机选择探测测量基，对每个脉冲量子信号光进行探测；所选择的测量基为动量坐标
P
或位置坐标
X
；
[0009]步骤3，公开测量基：接收端
Bob
将自己对每个脉冲量子信号光所选择的测量基通过经典信道告知发射端
Alice
；
[0010]步骤4，筛选数据：发射端
Alice
进行数据筛选，只保留步骤3中
Bob
告知
Alice
的所选测量基对应的调制数据；
[0011]步骤5，参数估计：发射端
Alice
通过经典信道向接收端
Bob
发送一部分脉冲量子信号光的调制数据，
Bob
通过这些调制数据和
Bob
接收探测到的对应测量结果，计算出系统参数，并将系统参数通过经典信道告知
Alice
，
Bob
和
Alice
分别将用于参数估计的测量结果和调制数据删除；
[0012]其中，系统参数包括信道透过率
T、
系统信噪比
SNR、
系统过噪声
ε
；
[0013]步骤6，选择协商方式：接收端
Bob
根据步骤5中计算得到的系统信噪比
SNR
选择协商方式，当低
SNR
时选择多维协商，当高
SNR
时选择样条协商；
[0014]步骤7，选择校验矩阵：接收端
Bob
根据步骤5中计算得到的系统信噪比
SNR
选择响应校验矩阵，其中，低
SNR
对应低码率校验矩阵，高
SNR
对应高码率校验矩阵；
[0015]步骤8，多维
/
样条协商：接收端
Bob
与发射端
Alice
之间进行数据协商，协商方式由步骤6决定，
Bob
将测量结果数据转化为无噪声二进制数据串，
Alice
将发送的调制数据转化为有噪声二进制数据串；
[0016]步骤9，
LDPC
编码：接收端
Bob
将无噪声二进制数据串进行
LDPC
编码，编码所用校验矩阵由步骤7决定，编码后得到对应校验位，
Bob
将校验位和选择的校验矩阵通过经典信道发送给
Alice
；
[0017]步骤
10
，
LDPC
解码：发射端
Alice
通过校验位和校验矩阵，对有噪声二进制数据串进行
LDPC
解码，得到解码后的二进制数据串；
[0018]步骤
11
，隐私放大：发射端
Alice
和接收端
Bob
分别对自己的二进制数据串进行隐私放大处理，分别得到新的一致的二进制数据串；
[0019]步骤
12
，输出安全密钥：发射端
Alice
与接收端
Bob
至此完成连续变量量子密钥分发，双方得到一致的二进制密钥，用于后续加密通信
。
[0020]本专利技术的有益效果在于：
[0021]1、
本专利技术可根据系统信噪比实时选择协商方式和校验矩阵
。
[0022]2、
本专利技术适用于因任何原因引起的系统信噪比变化
。
[0023]3、
本专利技术能够解决现有技术中连续变量量子密钥分发系统中因信道信噪比变化所导致的协商纠错效率下降问题，有效提高在信噪比变化信道下连续变量量子密钥分发系统的协商效率和安全密钥率
。
附图说明
[0024]图1为本专利技术的流程图
。
具体实施方式
[0025]下面将结合附图及实施例对本专利技术的技术方案进行更加清楚
、
详细的描述
。
[0026]一种基于动态纠错协商的信噪比变化
CVQKD
方法，如图1所示，包括量子态高斯调制，随机测量基探测，筛选数据，公开测量基，参数估计，选择协商方式，选择校验矩阵，多维
/
样条协商，
LDPC
编码，
LDPC
解码，隐私放大，输出安全密钥等步骤；其中：
[0027]连续变量量子密钥分发系统的发射端为
Alice
，接收端为<本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种基于动态纠错协商的信噪比变化
CVQKD
方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1，量子态高斯调制：发射端
Alice
通过量子信道向接收端
Bob
发送一串经过高斯调制的脉冲相干态量子信号光；步骤2，随机测量基探测：接收端
Bob
采用零差探测方式，独立随机选择探测测量基，对每个脉冲量子信号光进行探测；所选择的测量基为动量坐标
P
或位置坐标
X
；步骤3，公开测量基：接收端
Bob
将自己对每个脉冲量子信号光所选择的测量基通过经典信道告知发射端
Alice
；步骤4，筛选数据：发射端
Alice
进行数据筛选，只保留步骤3中
Bob
告知
Alice
的所选测量基对应的调制数据；步骤5，参数估计：发射端
Alice
通过经典信道向接收端
Bob
发送一部分脉冲量子信号光的调制数据，
Bob
通过这些调制数据和
Bob
接收探测到的对应测量结果，计算出系统参数，并将系统参数通过经典信道告知
Alice
，
Bob
和
Alice
分别将用于参数估计的测量结果和调制数据删除；其中，系统参数包括信道透过率
T、
系统信噪比
SNR、
系统过噪声
ε
；步骤6，选择协商方式：接收端
Bob
根据步骤5中计算得到的系统信噪比
SNR
选择协商方式，当低
SNR
时选...

【专利技术属性】
技术研发人员：温佳旭，李少波，刘旭超，李华贵，马树泉，孙时伦，宋贺良，
申请(专利权)人：中国电子科技集团公司第五十四研究所，
类型：发明
国别省市：