一种密钥纠错方法及量子密钥分发系统.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CN109936445A(43)申请公布日2019.06.25(21)申请号201711367353.5(22)申请日2017.12.18(71)申请人科大国盾量子技术股份有限公司地址230088安徽省合肥市高新区望江西路800号合肥创新产业园D3楼(72)发明人程节唐世彪(74)专利代理机构北京集佳知识产权代理有限公司11227代理人张小娜王宝筠(51)Int.Cl.H04L9/08(2006.01)权利要求书3页说明书14页附图4页(54)发明名称一种密钥纠错方法及量子密钥分发系统(57)摘要本申请公开了一种密钥纠错方法及量子密钥分发系统，采用奇偶校验结合汉明码的方式对待纠错密钥进行纠错，具体地，第一QKD终端将本端待纠错密钥划分为至少两个分组，并将每一分组的奇偶校验码告知第二QKD终端；第二QKD终端对本端待纠错密钥实现与第一QKD终端的相同分组，并确定各分组的奇偶校验码，通过对比相同分组在两端的奇偶校验码，可以确定哪些分组在两端是不一致的；这样，可以通过汉明码对其中一端即第一QKD终端进行分组纠错，这样便完成一轮纠错。本申请可以大大减少两个QKD设备之间的交互次数，从而提高了纠错效率，减少了信息泄露量。CN109936445ACN109936445A权利要求书1/3页1.一种密钥纠错方法，其特征在于，所述方法应用于一种量子密钥分发QKD系统，所述QKD系统包括第一QKD终端和第二QKD终端；所述方法包括：所述第一QKD终端和所述第二QKD终端分别获取同一时段内生成的初始待纠错密钥，并将所述初始待纠错密钥作为纠错对象；所述第一QKD终端对本端所述纠错对象进行分组，对每一分组进行奇偶校验后生成第一校验码，并将所述第一校验码发送至所述第二QKD终端；所述第二QKD终端根据与所述第一QKD终端相同的分组方式对本端所述纠错对象进行分组，对每一分组进行奇偶校验后生成第二校验码；将每一分组对应的所述第二校验码与所述第一校验码进行比较，若存在比较结果不同的错误分组，则计算所述错误分组的汉明码并将所述汉明码发送至所述第一QKD终端；所述第一QKD终端利用所述汉明码对本端所述错误分组进行纠错；所述第一QKD终端和所述第二QKD终端按照相同方式分别去除本端所述错误分组中的部分数据，并将去除操作后的所有密钥数据打乱，形成新的待纠错密钥，完成本轮纠错操作；所述第一QKD终端和所述第二QKD终端分别将本端所述新的待纠错密钥作为所述纠错对象，开始下一轮纠错操作，直至不存在所述错误分组为止；或者，所述第一QKD终端在利用所述汉明码进行纠错后，完成本轮纠错操作；所述第一QKD终端和所述第二QKD终端将本轮纠错后的密钥作为所述纠错对象开始下一轮纠错操作，直至不存在所述错误分组为止。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在第一轮纠错操作中，所述第一QKD终端对本端所述纠错对象进行分组，包括：所述第一QKD终端从本端所述纠错对象中抽取部分数据，并将每一抽取位置以及每一抽取位置处的第一比特数据发送至所述第二QKD终端；所述第二QKD终端根据所述每一抽取位置从本端所述纠错对象中抽取部分数据，获取所述每一抽取位置处的第二比特数据；将相同抽取位置对应的所述第一比特数据与所述第二比特数据进行比较，确定比较结果不同的比特总数，并将携带该比特总数的信息发送至所述第一QKD终端；所述第一QKD终端根据接收的比特总数估计本端所述纠错对象的误码率，根据所述误码率对本端所述纠错对象进行分组，使平均每一分组的误码率小于1。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，在除所述第一轮纠错操作以外的每一轮纠错操作中，所述第一QKD终端对本端所述纠错对象进行分组，包括：所述第一QKD终端采用上一轮纠错操作的分组方式，对本端所述纠错对象进行分组；或者，所述第一QKD终端对本端所述纠错对象进行分组，其中，每一分组的比特数量大于上一轮分组的比特数量。4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述去除本端所述错误分组中的部分数据，包括：确定所述错误分组对应的汉明码以及校验码的比特总数，从所述错误分组中去除该比特总数个比特数据。5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述去除操作后的所有密钥数据被定义为待排序对象，并将所述待排序对象从左到右或从右到左排序，所述将去除操作后的所有密2CN109936445A权利要求书2/3页钥数据打乱，形成新的待纠错密钥，包括：利用N阶本原多项式构造线性反馈移位寄存器LFSR，其中，2N-1≥L，L为所述待排序对象的比特总数；利用基于LFSR的伪随机序列发生器连续生成伪随机数RN；若当前生成的伪随机数RN大于L，则丢弃该伪随机数RN；若当前生成的伪随机数RN小于或等于L，则将所述待排序对象中