一种基于量子密钥分发的安全数据通信实现方法

摘要

一种基于量子密钥分发的安全数据通信实现方法，传统的基于准单光子源的量子密钥分发的数据通信中，数据协调过程会消耗大量的量子比特，使得量子密钥分发效率低下；本发明建立了新的量子安全通信模型，省略了数据协调过程，将原始密钥的误码等效为信道误码，交换加解密和信道编码的顺序实现了数据的保密传输。采用纠错能力强的Dolay编码进行信道编码，用原始密钥对编码后的数据进行一次一密的加、解密，对解密后存在误码的数据进行Dolay译码，并在实验系统中进行了验证。研究结果表明，这种方法简化了量子密钥分发流程，加强了密钥的安全性，节省了计算以及通信资源，提高了密钥的生成率，为量子密钥分发提供了新的思路。

主权项

一种基于量子密钥分发的安全数据通信实现方法，其特征是它包括以下步骤：（1）、量子传输步骤：发送端向接收端发送量子信号；（2）、数据筛选步骤：根据量子密钥分发协议，对收到的量子信号进行筛选，得到原始密钥；（3）、误码率估算步骤：发送端和接收端随机选用部分原始密钥来检测量子误码率，剩下的原始密钥为发送端的密钥序列Ka和接收端的秘钥序列Kb；（4）、安全判据步骤：当量子误码率大于11%时，认为通信是不安全的，舍弃这次量子分发得到的原始密钥，返回步骤（1）；当量子误码率小于11%时，转步骤（5）；（5）信道编码步骤：将原始密钥中的误码等效为信道误码，对需要发送的数据序列Da用Golay信道编码方式进行编码，编码后的数据序列为Ca；（6）数据加密步骤：发送端将编码后的数据序列Ca和密钥序列Ka进行一次一密的加密运算得到数据序列Ea，发送至接收端；接收端接收到加密数据后，用密钥序列Kb对数据序列Ea进行一次一密的解密运算得到数据序列Cb；（7）信道译码步骤：采用Golay信道译码方法对数据序列Cb进行译码，得到数据Da。