发明名称 一种高效量子密钥分配方法
摘要 本发明提出一种高效量子密钥分配方法,它首先要设定一个Alice和Bob共享的实数序列,然后依次进行建立原始密钥、信息调和、保密增强三个阶段。其特点是设定Alice和Bob共享的实数序列为P=(p1,…,pn) (#)其中p1,…,pn是在区间[0,1]上选取的n个数,各项可以取不同的值,当序列中各项的选取在区间[0,1]上服从均匀分布,则本方法可以把效率从BB84的约1/2提高到约2/3,增加近17%,有效提高量子密钥的分配效率,增加窃听难度。
申请公布号 CN1929372B 申请公布日期 2010.04.21
申请号 CN200610095145.X 申请日期 2006.09.22
申请人 西南大学 发明人 包小敏
分类号 H04L9/08(2006.01)I 主分类号 H04L9/08(2006.01)I
代理机构 重庆华科专利事务所 50123 代理人 康海燕
主权项 1.一种高效量子密钥分配方法,它首先要设定一个Alice和Bob共享的实数序列,然后依次进行建立原始密钥、信息调和、保密增强三个阶段;其特征在于:Alice和Bob共享的实数序列为P=(p<sub>1</sub>,…,p<sub>n</sub>)        (#)其中p<sub>1</sub>,…,p<sub>n</sub>是在区间[0,1]上选取的n个数;第一阶段建立原始密钥的步骤如下:(1)Alice随机地产生一个长度为n的比特序列A=(A<sub>1</sub>,…,A<sub>n</sub>),Alice与Bob的共享密钥将在其中产生;(2)Alice在区间[0,1]上选取n个实数r<sub>1</sub><sup>A</sup>,…,r<sub>n</sub><sup>A</sup>,然后构造比特序列a=(a<sub>1</sub>,…,a<sub>n</sub>),其中<img file="F200610095145XC00011.GIF" wi="800" he="136" />(3)对于A中的比特A<sub>i</sub>(1≤i≤n),若a<sub>i</sub>=0,则用Z基编码,即如果A<sub>i</sub>=0,则相应的光子的状态取为|0>,如果A<sub>i</sub>=1,则相应的光子的状态取为|1>;若a<sub>i</sub>=1,则用X基编码,即如果A<sub>i</sub>=0,则相应的光子的状态取为|+>,如果A<sub>i</sub>=1,则相应的光子的状态取为|->;(4)Alice将按照第3步中的方法制取的光子序列发送给Bob;(5)Bob随机地在区间[0,1]上选取n个实数r<sub>1</sub><sup>B</sup>,…,r<sub>n</sub><sup>B</sup>,然后构造比特序列b=(b<sub>1</sub>,…,b<sub>n</sub>),其中<img file="F200610095145XC00012.GIF" wi="800" he="135" />对于到达的第i个光子(i=1,…,n),若b<sub>i</sub>=0,则用Z基测量;若b<sub>i</sub>=1,则用X基测量,然后按照表1的编码得到一个比特序列B=(B<sub>1</sub>,…,B<sub>n</sub>);表1  编码方案<img file="F200610095145XC00021.GIF" wi="800" he="227" />(6)Alice公布a=(a<sub>1</sub>,…,a<sub>n</sub>),Bob公布b=(b<sub>1</sub>,…,b<sub>n</sub>);(7)Alice和Bob分别将A和B中所有对应于a<sub>i</sub>≠b<sub>i</sub>位置i的比特A<sub>i</sub>和B<sub>i</sub>删除,保留其余的比特,得到的比特序列分别记为A′和B′;(8)Alice和Bob随机地选择若干个位置,分别将A′和B′中这些位置上对应的比特做比较,分别计算在Z基编码上和在X基编码上的错误率e<sub>Z</sub>和e<sub>X</sub>;若e<sub>Z</sub>>t<sub>1</sub>,其中t<sub>1</sub>为可接受的筏值,或e<sub>X</sub>>t<sub>2</sub>,其中t<sub>2</sub>为可接受的筏值,则终止协议;否则进行信息调和和保密增强。
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