一种量子密钥分发系统的误码协商方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN111510286A(43)申请公布日2020.08.07(21)申请号202010188031.X(22)申请日2020.03.17(71)申请人哈尔滨工业大学地址150001黑龙江省哈尔滨市南岗区西大直街92号(72)发明人李琼罗毅毛昊坤韩琦(74)专利代理机构哈尔滨市松花江专利商标事务所23109代理人高倩(51)Int.Cl.H04L9/08(2006.01)H04L1/00(2006.01)权利要求书1页说明书6页附图1页(54)发明名称一种量子密钥分发系统的误码协商方法(57)摘要一种量子密钥分发系统的误码协商方法,解决了现有Cascade类算法在误码协商过程中因碰撞降低协商效率的问题，属于量子通信技术领域。包括：S1、第一轮，二分查找奇偶纠错的过程并行处理；S2、第二轮，获取包含奇数个错误的块，碰撞概率最高的放在处理集合中，其余放在错误集合中；S3、计算错误集合与处理集合中块的碰撞概率，选出错误集合中碰撞概率最小的n个块放入处理集合中，每次对处理集合中块并行进行一步二分查找奇偶纠错，当查到错误块时，将该块从处理集合中移除，回溯之前轮定位错误块的位置，若在错误集合中，则将其移出，否则加入错误集合；S4、重复S3，直至错误集合中为0，转入S5；S5、按照S2至S4的方式进行之后所有轮。CN111510286ACN111510286A权利要求书1/1页1.一种量子密钥分发系统的误码协商方法，其特征在于，所述方法包括：S1、第一轮误码协商，其中二分查找奇偶纠错的过程并行处理；S2、第二轮误码协商中，置乱、分块、比对所有块的奇偶校验和，获取X个包含奇数个错误的块，令计数器num的初始值为X，然后从这X个块中选出一个与其他块碰撞概率最高的块，将其放入处理集合setpro中，剩余X-1个块放入错误集合setwrong中；S3、计算出错误集合setwrong中每个块与处理集合setpro中块的碰撞概率，从错误集合setwrong中选出碰撞概率最小的n个块放入处理集合setpro中，每次对处理集合里所有的块并行进行一步二分查找奇偶纠错，使其长度变为原来的一半；n的大小和碰撞的剧烈程度有关；当处理集合setpro中的块二分查找到错误比特时，将这个块从处理集合setpro中移除，num减一，并回溯到之前轮误码协商中定位错误的位置，若包含该错误的块已经加入处理集合setwrong中，则将其移出，num减一，否则将该块加入错误集合setwrong，num加一；S4、重复S3，直至num为0，转入S5；S5、按照S2至S4的方式进行下一轮的误码协商，直至完成设定轮误码协商；所述二分查找奇偶纠错过程中不舍弃任何数据。2.根据权利要求1所述的一种量子密钥分发系统的误码协商方法，其特征在于，所述S3中，计算出错误集合setwrong中每个块与处理集合setpro中块的碰撞概率的方法为：分别计算出错误集合setwrong中每个块blk与错误集合setpro中各个块blk′的碰撞概率，块blk′和块blk的碰撞概率dis(blk′,blk)的计算方法为：len()用于计算块的长度，Crushtime用于记录当前两个块中有可能碰撞的次数；将计算出的错误集合setwrong中块blk与错误集合setpro中所有块的碰撞概率求和，即：获得块blk的碰撞概率。3.根据权利要求1所述的一种量子密钥分发系统的误码协商方法，其特征在于，S3中，下一步二分查找的n值变化规律为：next(n)表示下一步二分查找的n值，其中size(setpro)为处理集合setpro的大小，α为控制参数，n的初始值为1。2CN111510286A说明书1/6页一种量子密钥分发系统的误码协商方法技术领域[0001]本发明涉及一种误码协商算法，特别涉及一种Cascade类误码协商算法的改进方法，属于量子通信技术领域。背景技术[0002]误码协商算法的作用是纠正量子密钥分发(QuantumKeyDistribution,QKD)中筛选码中的错误比特。误码协商是QKD后处理中最受关注的环节。[0003]误码协商算法主要有两大类，一类是基于交互的误码协商算法，另一类是基于前向纠错码的误码协商算法。Cascade算法是目前性能较好的一种基于交互的误码协商算法。[0004]Cascade算法由Brassard等于1993年提出，它是BBBSS算法的改进，这两种算法的核心均为二分搜索(BINARY)过程。步骤如下：[0005]1)Alice把A数据串分成两部分，并把第一部分的奇偶校验子发送给Bob。[0006]2)Bob按照同样的方法将数据串B分成两个部分，计算第一部分的校验子并和接受到的数据进行比较来确定在哪一个部分中存