一种量子密钥分发装置及方法.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CN107070643A(43)申请公布日2017.08.18(21)申请号201611217204.6(22)申请日2016.12.26(71)申请人清华大学地址100084北京市海淀区清华园1号(72)发明人马雄峰赵琦(74)专利代理机构北京德琦知识产权代理有限公司11018代理人陈攀王琦(51)Int.Cl.H04L9/08(2006.01)权利要求书2页说明书5页附图1页(54)发明名称一种量子密钥分发装置及方法(57)摘要本发明提供了一种量子密钥分发装置及方法，包括：发送装置随机使用预设的测量基向接收装置发送量子态，接收装置随机使用预设的测量基对所接收的量子态进行测量；发送、接收装置在公共信道中公布测量基信息，分别保存使用相同测量基的密钥；发送装置向接收装置公开预设比特数的密钥，接收装置根据公开的密钥计算出比特误码率；发送、接收装置分别对所保存的密钥进行检验，相互通知检验结果，保留检验结果一致的密钥；接收装置对所保存的密钥进行纠错操作；发送装置和接收装置对纠错操作后的密钥进行错误验证、隐私放大，得到密钥。应用本发明可以有效地降低比特误码率，延长量子密钥分发技术的最远通讯距离，提高可以容忍的最高误码率。CN107070643ACN107070643A权利要求书1/2页1.一种量子密钥分发装置，其特征在于，该装置包括：发送装置和接收装置；所述发送装置和接收装置通过传输信道连接；所述发送装置，用于随机使用预设的测量基向所述接收装置发送量子态，将所发送的各个量子态的测量基信息发送给接收装置，并保存双方使用了相同测量基的密钥；还用于向接收装置公开预设比特数的密钥，对所保存的密钥进行检验，并将检验结果通知接收装置，保留检验结果一致的密钥；还用于对所保存的密钥进行错误验证，进行隐私放大，得到密钥；所述接收装置，用于随机使用预设的测量基对所接收的量子态进行测量，得到测量结果，将对所接收的量子态所使用的测量基信息发送给发送装置，并保存双方使用了相同测量基的密钥；还用于根据发送装置公开的密钥计算出比特误码率；还用于对所保存的密钥进行检验，并将检验结果通知发送装置，保留检验结果一致的密钥；还用于对所保存的密钥进行纠错操作，对纠错操作后的密钥进行错误验证，进行隐私放大，得到密钥。2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述发送装置包括：发送单元、第一检验单元和第一密钥生成单元；所述发送单元，用于随机使用预设的测量基向所述接收装置发送量子态；所述第一检验单元，用于将所发送的各个量子态的测量基信息发送给接收装置，并保存双方使用了相同测量基的密钥；还用于向接收装置公开预设比特数的密钥，对所保存的密钥进行检验，并将检验结果通知接收装置，保留检验结果一致的密钥；所述第一密钥生成单元，用于对所保存的密钥进行错误验证，进行隐私放大，得到密钥。3.根据权利要求1或2所述的装置，其特征在于，所述接收装置包括：接收单元、第二检验单元和第二密钥生成单元；所述接收单元，用于随机使用预设的测量基对所接收的量子态进行测量，得到测量结果，将测量结果和所使用的测量基信息发送给第二检验单元；所述第二检验单元，用于将对所接收的量子态所使用的测量基信息发送给发送装置，并保存双方使用了相同测量基的密钥；还用于根据发送装置公开的密钥计算出比特误码率；还用于对所保存的密钥进行检验，并将检验结果通知发送装置，保留检验结果一致的密钥；所述第二密钥生成单元，用于对所保存的密钥进行纠错操作，对纠错操作后的密钥进行错误验证，进行隐私放大，得到密钥。4.根据权利要求1所述的装置，其特征在于：所述传输信道为光纤或自由空间。5.一种量子密钥分发方法，其特征在于，该方法包括如下步骤：发送装置随机使用预设的测量基向接收装置发送量子态，接收装置随机使用预设的测量基对所接收的量子态进行测量，得到测量结果；发送装置和接收装置在公共信道中公布各个量子态的测量基信息，并分别保存双方使用了相同测量基的密钥；发送装置向接收装置公开预设比特数的密钥，接收装置根据发送装置公开的密钥计算出比特误码率；2CN107070643A权利要求书2/2页发送装置和接收装置分别对所保存的密钥进行检验，并相互通知检验结果，保留检验结果一致的密钥；接收装置对所保存的密钥进行纠错操作；发送装置和接收装置对纠错操作后的密钥进行错误验证；发送装置和接收装置进行隐私放大，得到密钥。6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述对所保存的密钥进行检验包括：将所保存的密钥分成多个组，每个组中具有预设个数的密钥；对每组密钥分别进行奇偶检验，得到检验结果。7.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述发送装置和接收装置分别对所保存的密钥进行检验，并相互通知检验结果，保留检验结果一