QKD设备内密钥生成中数据同步方法、密钥生成方法和装置.pdf

(19)国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN115733604A(43)申请公布日2023.03.03(21)申请号202111002393.6(22)申请日2021.08.30(71)申请人科大国盾量子技术股份有限公司地址230000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)发明人唐世彪(74)专利代理机构合肥市浩智运专利代理事务所(普通合伙)34124专利代理师丁瑞瑞(51)Int.Cl.H04L9/08(2006.01)H04L67/1095(2022.01)H04L9/40(2022.01)权利要求书5页说明书13页附图5页(54)发明名称QKD设备内密钥生成中数据同步方法、密钥生成方法和装置(57)摘要本发明公开一种QKD设备内密钥生成过程数据同步的方法和装置，包括Siftedkey的同步方法和装置以及Finalkey的同步方法和装置，当Alice端QKD设备在和Bob端QKD设备基矢比对一致时，保留两端Siftedkey数据；比对不一致时，将Siftedkey数据替换为等量的随机数。当Alice端QKD设备在和Bob端QKD设备两端比对Finalkey的Hash值，当比对一致时，将各自Finalkey数据正常输出；比对不一致时，将本端Finalkey数据打上标记再输出。本申请能够防范攻击者针对Siftedkey和Finalkey数据同步过程发起的误导攻击，防止使得本来两端同步的数据被误导为不一致，进而引发一端数据错误丢弃，使得两端数据不同步的问题，避免密钥管理系统出现混乱。CN115733604ACN115733604A权利要求书1/5页1.一种QKD设备内密钥生成过程Siftedkey同步方法，其特征在于：该Siftedkey同步发生在量子密钥分发过程中，Alice端QKD设备在和Bob端QKD设备进行基矢比对阶段生成有一定错误比例的筛后密钥Siftedkey时；当Alice端QKD设备在和Bob端QKD设备基矢比对一致时，保留两端Siftedkey数据；比对不一致时，将Siftedkey数据替换为等量的随机数。2.如权利要求1所述的一种QKD设备内密钥生成过程Siftedkey同步方法，其特征在于：所述随机数由本地噪声源提供。3.如权利要求1所述的一种QKD设备内密钥生成过程Siftedkey同步方法，其特征在于：所述基矢比对过程如下：步骤S21、Bob端发送原始探测基矢信息B1至Alice端；步骤S22、Alice端进行基矢比对，得到基矢比对结果A1，生成待同步的Siftedkey，并将基矢比对结果A1发送至Bob端，与此同时，Alice端根据Bob端发送的原始探测基矢信息B1统计得到探测率信息A2，并将探测率信息A2发送至Bob端；步骤S23、Bob端接收Alice端发送的基矢比对结果A1，进行基矢比对，根据基矢比对结果A1评估信号态及诱骗态的错误率，得到信号态及诱骗态的错误率信息B2，Bob端接收Alice端发送的探测率信息A2并保存，Bob端生成待同步的Siftedkey；步骤S24、Bob端发送信号态及诱骗态的错误率信息B2至Alice端；步骤S25、Alice端接收信号态及诱骗态的错误率信息B2并保存；步骤S26、Alice端计算(A1+A2+B1+B2)的Hash值，得到第一Hash值，并将第一Hash值发送至Bob端；步骤S27、Bob端计算(A1+A2+B1+B2)的Hash值，得到第二Hash值，并与第一Hash值比较，产生第一比对结果，第一比对结果为“比对一致”或者“比对不一致”，并将第一比对结果发送到Alice端；步骤S28、Alice端收到第二比对结果；步骤S29、若第一比对结果为“比对一致”，则Bob端保留Siftedkey，若第一比对结果为“比对不一致”，则Bob端将Siftedkey替换成等量的随机数；若第二比对结果为“比对一致”，则Alice端保留Siftedkey，若第二比对结果为“比对不一致”，则Alice端将Siftedkey替换成等量的随机数。4.采用权利要求1至3任一项所述的QKD设备内密钥生成过程Siftedkey同步方法的量子密钥生成方法，其特征在于：包括如下步骤：步骤S1、Alice端和Bob端通过经典信道建立经典网络连接，Alice端按照BB84协议制备量子态光子，并将制备得到的量子态光子通过量子信道传输到Bob端，Bob端完成对量子态光子的探测；步骤S2、Alice端和Bob端按照BB84协议完成基矢比对过程，提取基矢一致的Siftedkey；步骤S3、使用纠错算法将两端存在一定错误的Siftedkey进行纠错并协商达到一致，此时，两端得到Correctedkey，该步骤中，若步骤S2中基矢比对后出现了“比对不一致”的