【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术大体上属于量子密码学领域，尤其涉及使用2个纠缠的量子比特在三方之间进行量子密钥分发的方法和系统。
技术介绍
1、一般认为，量子对象可以用来提供通信安全，量子对象所提供的通信安全相比传统的非量子方法有很大改善。虽然bb84协议(班纳特(bennet)和布拉萨德(brassard)，量子密码学：公钥分发和掷硬币(quantum cryptography:public key distribution and cointossing)，关于计算机、系统和信号处理的ieee国际会议记录，第175卷，第8页，纽约，1984年)是可证明的认证协议，可以允许密钥从一个发送方分发到一个接收方，但它仅限于两方认证，不适合将密钥分发到多方。在不失一般性的情况下，在通信设备的多个用户之间实现基于量子的安全的现有技术方法特别集中在两个方面。
2、在第一方面，现有技术已经研究了一些利用光子器件为多个用户生成多个纠缠粒子的方法。在库马沃尔(kumavor)等人的文章(关于无源光网络的四种多用户量子密钥分发方案的比较(comparison of four multi-user quantum key distribution schemesover passive optical networks)，光波技术杂志，第23卷，第1期，2005年1月)中，作者提供了一些关于最近量子密钥分发(quantum key distribution，qkd)协议进展以及性能比较的调查信息。该文献中考虑的方案考虑了2方的纠缠场景，即传统上称为“艾丽丝(
3、在第二方面，现有技术已经提出了推广bb84协议的方法。这些方法旨在支持多用户的qkd。最近在这方面的现有技术可以在薛(xue)等人的文献(基于纠缠的高效多用户量子密码网络(efficient multiuser quantum cryptography network based onentanglement)，自然(nature)，科学报告(sci rep)7，45928，2017)中呈现。该文献考虑了基于3个或3个以上纠缠比特的多用户的qkd方案，系统难以在物理上实现。
4、在第一方面，只考虑两方，而在第二方面，系统通常依赖于具有3个纠缠量子比特的系统，在实践中难以实现。
5、在任何一个方面，现有技术都缺乏实用方法来使用一对量子比特在三方之间实现安全的基于量子纠缠的通信链路。因此，需要方法和系统通过促进三方之间基于量子纠缠的通信链路，并显著提高三方之间的通信安全，来消除或减少现有技术的一个或多个限制。
6、提供该背景信息是为了揭示申请人认为可能与本专利技术相关的信息。没有必要承认也不应解释为任何前述信息构成与本专利技术相对的现有技术。
技术实现思路
1、在本专利技术中，使用量子纠缠实现三方之间的量子密钥分发。实施例包括基于多用户(n≥2)的量子密钥分发系统，其中，底层安全方案基于量子纠缠和贝尔不等式违反，其被证明提供所寻求的不可延展和防窃听的安全特性。
2、本公开的一方面提供了一种运营商o生成多用户共享密钥并将其分发给多个设备(例如接收方a和接收方b)的方法。该密钥在运营商o、接收方a和接收方b之间共享。这种方法包括依次制备纠缠量子比特对，其中，每个纠缠量子比特对处于2量子比特纠缠状态。这种方法还包括从每个纠缠量子比特对向接收方a发送一个纠缠量子比特，并向接收方b发送另一个纠缠量子比特。这种方法还包括接收来自接收方a和接收方b中的每一个的回复；以及，向接收方a和接收方b中的每一个发送密钥。
3、在一些实施例中，来自接收方a和接收方b中的每一个的回复包括：从接收方a接收编码比特列表；从接收方b接收编码比特列表。对于来自接收方a的编码比特列表，每个比特已经：从运营商o发送的量子比特测量，记录在记录比特列表中，并编码在来自接收方a的编码比特列表中。对于来自接收方b的编码比特列表，每个比特已经：从运营商o发送的量子比特测量，记录在比特列表中，并编码在来自接收方b的编码比特列表中。
4、在一些实施例中，向接收方a和接收方b中的每一个发送密钥包括验证来自接收方a的编码比特列表与来自接收方b的编码比特列表之间的相关。在这种方法中，使用量子纠缠不等式来执行验证相关。在一些实施例中，量子纠缠不等式是克劳瑟-霍恩-西摩尼-霍尔特(clauser-horne-shimony-holt，chsh)不等式。
5、在一些实施例中，向接收方a和接收方b中的每一个发送密钥包括：
6、向接收方a发送来自接收方b的编码比特列表，用于根据以下各项导出密钥：
7、接收方a的测量比特列表，和
8、接收方a的编码比特列表。
9、这种实施例还包括向接收方b发送来自接收方a的编码比特列表，用于根据接收方b的以下各项导出密钥：
10、接收方b的测量比特列表，和
11、接收方b的编码比特列表。
12、这种方法还包括通过相应的认证经典信道接收接收方a的导出密钥以及接收方b的导出密钥。
13、这种方法还包括使用纠缠不等式执行接收方a的导出密钥与接收方b的导出密钥之间的量子相关。在这种实施例中，导出密钥包括根据纠缠不等式拒绝未纠缠的比特对。
14、在一些实施例中，该方法还包括，如果接收方a的导出密钥与接收方b的导出密钥之间的纠缠足以确保安全，则使用导出密钥作为调和密钥。
15、在一些实施例中，所述方法还包括，如果接收方a的导出密钥与接收方b的导出密钥之间的纠缠不足以确保安全，则丢弃导出密钥并中止通信。
16、在一些实施例中，该方法还包括层2迭代，其中，根据权利要求1的运营商o被根据权利要求1的接收方a取代，根据权利要求1的接收方a被用户-1取代，根据权利要求1的接收方b被用户-2取代。在一些实施例中，该方法还包括层2迭代，其中，根据权利要求1的运营商o被根据权利要求1的接收方b取代，根据权利要求1的接收方a被用户-3取代，根据权利要求1的接收方b被用户-4取代。
17、本公开的其它方面涉及一种设备，包括处理器和由处理器执行的非瞬时性机器可读存储器，用于实现上述方法。这种设备可以由运营商o操作。
18、本公开的其它方面涉及一种接收方a设备，包括处理器和由处理器执行的非瞬时性机器可读存储器，用于实现上述方法。类似地，本公开的其它方面涉及一种接收方b设备，包括处理器和由处理器执行的非瞬时性机器可读存储器，用于实现上述方法。
19、本公开的其它方面涉及一种系统，包括运营商o设备、接收方a和接收方b，其中，每个设备包括处理器和由处理器执行的非瞬时性机器可读存储器，用于实现上述方法。
20、本公开的另一方面提供了一种用于分发密钥的系统。这种系统包括：光子源，用于发送光子序列；以及第一分束设备。第一分束设备被配置为从光子序列中依次制备纠本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种运营商O生成多用户共享密钥并将所述多用户共享密钥分发给接收方A和接收方B的方法，包括：
2.根据权利要求1所述的方法，其中，接收来自接收方A和接收方B中的每一个的回复包括：
3.根据权利要求1或2所述的方法，其中，向接收方A和接收方B中的每一个发送所述密钥包括：
4.根据权利要求3所述的方法，其中，所述量子纠缠不等式是克劳瑟-霍恩-西摩尼-霍尔特(Clauser-Horne-Shimony-Holt，CHSH)不等式。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的方法，其中，向接收方A和接收方B中的每一个发送所述密钥包括：
6.根据权利要求5所述的方法，还包括：如果接收方A的导出密钥与接收方B的导出密钥之间的纠缠足以确保安全，则使用导出密钥作为调和密钥。
7.根据权利要求5所述的方法，还包括：如果接收方A的导出密钥与接收方B的导出密钥之间的纠缠不足以确保安全，则丢弃导出密钥并中止通信。
8.根据权利要求1所述的方法，还包括层2迭代，其中，
9.根据权利要求1所述的方法，还包括层2迭代，
10.一种用于分发密钥的系统，包括：
...【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】
1.一种运营商o生成多用户共享密钥并将所述多用户共享密钥分发给接收方a和接收方b的方法，包括：
2.根据权利要求1所述的方法，其中，接收来自接收方a和接收方b中的每一个的回复包括：
3.根据权利要求1或2所述的方法，其中，向接收方a和接收方b中的每一个发送所述密钥包括：
4.根据权利要求3所述的方法，其中，所述量子纠缠不等式是克劳瑟-霍恩-西摩尼-霍尔特(clauser-horne-shimony-holt，chsh)不等式。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的方法，其中...
【专利技术属性】
技术研发人员：童文，孙晟，
申请(专利权)人：华为技术加拿大有限公司，
类型：发明
国别省市：
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