CN112564715B - 连续变量量子密钥分发自适应协调方法 - Google Patents

连续变量量子密钥分发自适应协调方法 Download PDF

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CN112564715B CN202011299344.9A CN202011299344A CN112564715B CN 112564715 B CN112564715 B CN 112564715B CN 202011299344 A CN202011299344 A CN 202011299344A CN 112564715 B CN112564715 B CN 112564715B
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Abstract

本发明公开了一种连续变量量子密钥分发自适应协调方法，发送端与接收端共享相干态信息；由接收端生成原始密钥信息并进行编码、调制，并将调制后的信息每d位组成一组向量，与归一化后的相干态信息进行d维的映射处理，得到两者的映射关系；发送端根据映射关系计算信道对数似然比，并将信道对数似然比送入系统码译码器，得到译码结果；对译码结果进行CRC校验，若校验成功，本次译码结束；否则，分批次的发送冻结位信息，将新建冻结位和原先拥有的译码信息结合重新译码，直到校验成功或达到最大循环次数。本发明简单有效，易于操作。利用系统极化码的构造特点，极大的提升了自适应协议的性能，在低信噪比下，依然可以获得很好的传输效果。

Description

连续变量量子密钥分发自适应协调方法
技术领域
本发明属于量子密钥通信领域，具体为一种连续变量量子密钥分发自适应协调方法。
背景技术
随着量子计算机的问世，传统的信息加密技术已经不再安全。计算机强大的运行速度，使得传统加密变得不再安全。对此，科学家们提出了量子通信上无条件的安全性技术，连续变量量子密钥分发(CVQKD，Continuous-Variable Quantum Key Distribution)作为量子通信的重要分支，越来越受到人们的关注。
CVQKD现有的自适应协调方案：通信双方先在量子信道上共享相干态信息；之后，发送端生成随机密钥，使用信道纠错编码将信息加密成码字序列，多维协调对码字进行保护处理，并在公共信道中传输；接收端通过收到的信息，计算出原始信息。目前存在的问题是，这套系统的鲁棒性很低，只能工作在特定的SNR下，当信道质量下降时，误码率和误帧率会提高很多。通信质量下降很多。
针对上述问题，有研究者提出了自适应协调技术，通过级联的思想，在译码失败后，牺牲一部分有效信息，重新译码。从而获得更好的性能。但是自适应使得码率有所下降。
发明内容
本发明的目的在于提出了一种连续变量量子密钥分发自适应协调方法。
实现本发明的技术方案为：一种连续变量量子密钥分发自适应协调方法，包括以下步骤：
步骤1：发送端与接收端共享相干态信息；
步骤2：使用反向协调框架，由接收端生成原始密钥信息并进行编码、调制，并将调制后的信息每d位组成一组向量，与归一化后的相干态信息进行d维的映射处理，得到两者的映射关系；
步骤3：发送端根据映射关系计算信道对数似然比，并将信道对数似然比送入系统码译码器，得到译码结果；
步骤4：对译码结果进行CRC校验，若校验成功，本次译码结束；否则，进行步骤5；
步骤5：分批次的发送冻结位信息，将新建冻结位和原先拥有的译码信息结合重新译码，直到校验成功或达到最大循环次数，本次译码结束。
优选地，接收端接收的相干态信息为：
y＝x+z
式中，z是量子信道的信道噪声，x为发送端发送的相干态信息。
优选地，使用反向协调框架，由接收端生成原始密钥信息并进行编码、调制具体方法为：
由接收端Bob生成原始信息，在原始信息上加上CRC校验位，拓宽信息长度到K，得到原始密钥信息
Figure SMS_1
通过可靠性估计计算每条信道的可靠性，并对信道进行排序，将可靠性高于第一阈值的信道传输数据信息/>
Figure SMS_2
可靠性低于第一阈值的信道传输冻结位信息/>
Figure SMS_3
将信息和冻结位结合在一起，组成原始码字/>
Figure SMS_4
将原始码字u第一次送入编码器，得到序列b＝uG；
对序列b中冻结位的位置，重新填入冻结位信息
Figure SMS_5
得到序列/>
Figure SMS_6
将序列b′再一次送入编码器，计算最终的系统码码字c＝b′G，G是Polar码的生成矩阵。
优选地，将调制后的信息每d位组成一组向量，与归一化后的相干态信息进行d维的映射处理，得到两者的映射关系的具体方法为：
对系统码码字c进行分组，每d位组成一组向量
Figure SMS_7
得到d维调制后的序列c′，将向量c′与接收端归一化后的相干态信息进行d维的映射处理，得到两者的映射关系M(y′，c′)，且满足M(y′，c′)y′＝c′，式中，c′为向量，y’为接收端归一化后的相干态信息。
优选地，计算信道对数似然比的具体公式为：
Figure SMS_8
式中，LLR(vi)是第i条信道对应的对数似然比，vi是第i位发送端计算出的码字信息，
Figure SMS_9
σ’表示拟合出来的信道的噪声参数。
优选地，码字信息的计算公式为：
Figure SMS_10
式中，|x|是发送端拥有的相干态信息x的范数，M(y′，u′)是接收端发送的多维协调后的信息，|y|是接收端接收的相干态信息y的范数。
优选地，分批次的发送冻结位信息，将新建冻结位和原先拥有的译码信息结合重新译码具体方法为：
对序列
Figure SMS_11
进行可靠性排序，将序列/>
Figure SMS_12
中可靠性低于第二阈值的后Kstep个数据作为新建的冻结位，并记l＝l+1；新建冻结位被直接传输给发送端Alice，发送端Alice接收到后，和原先拥有的译码信息结合，重新译码计算/>
Figure SMS_13
并转至步骤4。
本发明与现有技术相比，其显著优点为：本发明提出的自适应协议可以极大的提升译码性能，并且本发明将系统极化码(Systematic Polar code)和自适应协调协议相结合，利用了系统极化码的编码特点，改善了自适应协调的协调，使得码率不必下降，获得更高的协调效率。
附图说明
图1码长为8的系统极化码的编码过程因子图。
图2码长为8的系统极化码的译码过程因子图。
图3码长为16的自适应协调协议工作示意图。
具体实施方式
一种连续变量量子密钥分发自适应协调方法，在量子密钥分发过程中，通信双方在量子信道中共享相干态信息；接收端Bob生成原始信息与CRC校验码结合得到
Figure SMS_14
并和冻结信息/>
Figure SMS_15
相组合，构成最初码字u。将码字u进行系统码编码、多维调制、映射处理，得到保护后的码字M，在信道中传输。发送端Alice收到信息，经过系统极化码译码，计算出最初码字。取出其中的原始信息，进行CRC校验，成功则本次译码结束。失败则启动自适应模块：接收端Bob将一部分中间信息进行冻结，直接分享给发送端Alice，发送端Alice接收这部分信息，重新进行译码，计算原始信息。对重新计算出的原始信息进行CRC校验，直到校验成功或达到最大自适应次数。本发明在计算最终密钥时，可以在保证安全的前提下，极大的提高系统的纠错性能。并且，引入系统极化码后，可以使自适应协调过程的冻结信息再次利用，最终计算出的码率保持不变，获得更高的传输效率。从而在较差的信道中实现高码率的连续变量量子密钥传输。本发明具体包括以下步骤：
步骤1：连续变量量子密钥分发，发送端Alice和接收端Bob共享相干态信息；
进一步地，接收端接收的相干态信息为：
y＝x+z，
式中，z是量子信道的信道噪声，x为发送端发送的相干态信息。
进一步地，发送端和接收端分别对相干态信息归一化，具体为：
Figure SMS_16
式中，|x|是x的范数，|y|是y的范数。
步骤2：使用反向协调框架，由接收端(Bob)生成原始密钥信息并进行编码、调制，并将调制后的信息每d位组成一组向量，与归一化后的相干态信息进行d维的映射处理，得到两者的映射关系，具体步骤为：
使用反向协调框架，由接收端Bob生成原始信息，在原始信息上加上CRC校验位，拓宽信息长度到K，得到原始密钥信息
Figure SMS_17
通过可靠性估计计算每条信道的可靠性，并对信道进行排序，将可靠性高于第一阈值的信道传输数据信息/>
Figure SMS_18
可靠性低于第一阈值的信道传输冻结位信息/>
Figure SMS_19
最初生成码字时，冻结位/>
Figure SMS_20
全部取0。由此，将信息和冻结位结合在一起，组成原始码字/>
Figure SMS_21
本发明中信道编码，采用系统极化编码(Systematic Polar Code)，利用二次编码法对原始码字进行编码，编码过程如图1所示。首先将原始码字u第一次送入编码器，得到序列b＝uG。对序列b中冻结位的位置，重新填入冻结位信息
Figure SMS_22
得到序列/>
Figure SMS_23
将序列b′再一次送入编码器，计算最终的系统码码字c＝b′G；其中，G是Polar码的生成矩阵，通过克罗内克积计算得到/>
Figure SMS_24
Figure SMS_25
对系统码码字c进行分组，每d位组成一组向量
Figure SMS_26
得到d维调制后的序列c′，将向量c′与接收端归一化后的相干态信息进行d维的映射处理，得到两者的映射关系M(y′，c′)，且满足M(y′，c′)y′＝c′，式中，c′为向量，y’为接收端归一化后的相干态信息；
步骤3：发送端(Alice)根据映射关系计算信道对数似然比，并将信道对数似然比送入系统码译码器，得到译码结果，具体步骤为：
发送端Alice接收到映射关系M(y′，c′)，计算码字信息
Figure SMS_27
并计算信道对应的极大似然比，信道对数似然比的具体公式为：
Figure SMS_28
式中，LLRi是第i条信道对应的对数似然比，vi是发送端Alice根据接收信息恢复出的第i条信道的码字信息，|x|是发送端Alice拥有的相干态信息x的范数，M(y′，c′)是由接收端Bob发送经过多维协调后的信息。
发送端Alice根据信道对数似然比LLR信息，进行系统码译码，译码过程如图2所示。系统码译码，需要经过一次译码器和一次编码器来完成。将信道对数似然比LLR送入译码器，得到译码信息
Figure SMS_29
将译码信息/>
Figure SMS_30
再次送入编码器，得到信息/>
Figure SMS_31
取出信息/>
Figure SMS_32
中信息位位置的信息，组成最后的译码结果/>
Figure SMS_33
步骤4：对译码结果
Figure SMS_34
进行CRC校验，
若校验成功：将原始密钥信息
Figure SMS_35
和译码结果/>
Figure SMS_36
进行隐私放大。使/>
Figure SMS_37
和/>
Figure SMS_38
拓宽为更长的密钥对，本次传输结束。
若CRC校验失败：统计l的值，如果l＞lmax，则达到最大迭代次数，本次译码结束；否则，跳转至步骤5。
步骤5：CRC校验错误，Bob通过信道可靠性分析，对序列
Figure SMS_39
进行可靠性排序，将序列/>
Figure SMS_40
中可靠性低于第二阈值的后Kstep个数据作为新建的冻结位，并记l＝l+1。这部分新建冻结位被直接传输给发送端Alice，发送端Alice接收到后，和原先拥有的译码信息结合，重新译码计算/>
Figure SMS_41
并转至步骤4。原先拥有的译码信息包括：LLR信息，前一次译码的冻结位的位置和信息；
本发明提供了一套可行的自适应协调方案，极大的提高了低信噪比下，系统的纠错性能。并且通过系统极化码的构造特点，自适应阶段传输的冻结信息，可以进一步利用，不会威胁到系统的安全，使得系统的码率保持不变。
实施例
如图1～3所示，一种连续变量量子密钥分发自适应协调方法，假设码长N＝16，码率R＝1/2，步长Kstep＝2，最小自适应长度Kmin＝4，具体步骤为：
步骤1、发送端Alice与接收端Bob共享连续变量量子密钥分发(CVQKD)的相干态信息，即发送端Alice发送相干态信息x，在分布有高斯随机噪声的量子信道中传输；
接收端Bob获得信息y＝x+z，z是量子信道的信道噪声，服从高斯分布z～N(0，σ2)d；
双方对各自的相干态信息进行归一化处理，得到
Figure SMS_42
其中|*|是*的范数，/>
Figure SMS_43
步骤2、在反向协调的框架下，接收端Bob生成原始的密钥信息m，将m和CRC校验结合，得到信息
Figure SMS_44
并对N条信道的可靠性进行估计，对他们进行排序，假设16条信道的可靠性排序ω＝[0，1，2，4，8，3，5，6，9，10，12，7，11，13，14，15]。在较好的信道ω1＝[9，10，12，7，11，13，14，15]，填入K位原始信息，可靠性较差的信道ω2＝[0，1，2，4，8，3，5，6]，填入N-K位冻结信息/>
Figure SMS_45
组成信息u。
通过系统极化码的两次编码法，构造系统极化码码字。首先，u进行第一次编码，得到码字b，对b中冻结位的位置，重新放入
Figure SMS_46
得到码字c，对c进行第二次编码，得到码字c，c是系统极化码构成的最终码字序列。
对系统码码字c进行分组，每d位组成一组向量
Figure SMS_47
得到d维调制后的序列c′，将向量与接收端归一化后的相干态信息进行d维的映射处理，得到两者的映射关系M(y′，c′)，且满足M(y′，c′)y′＝c′。；将映射信息M(y′，c′)，以及信道纠错码的译码参数，通过无噪的公共信道传输至发送端Alice，所述信道纠错码的译码参数包括码长N，信息长度K，冻结位位置信息；
步骤3、发送端Alice将收到的映射信息M(y′，c′)与自身归一化后的相干态信息x′进行计算，获得信息v：M(y′，c′)x′＝v；
Alice利用信道参数计算信道的极大似然比：
Figure SMS_48
式中，σ′是分析的虚拟信道(输入为向量u，输出为信息v)的信道噪声方差。
Alice将算出的LLR送入译码器中，进行译码得到
Figure SMS_49
对/>
Figure SMS_50
进行编码，得到码字/>
Figure SMS_51
取出
Figure SMS_52
中信息位置的信息组成/>
Figure SMS_53
步骤4、对
Figure SMS_54
进行CRC校验，通过校验，则说明，/>
Figure SMS_55
和/>
Figure SMS_56
是一对公用密钥，本次译码结束。
若
Figure SMS_57
校验失败，进行步骤5.
步骤5、进行自适应协调协议，协议过程如图3所示，设置长度为2的两个冻结信息，
Figure SMS_58
Ac1＝{9，10}为第一轮的自适应冻结位。由Bob传输给Alice，Alice重新计算
Figure SMS_59
再次进行CRC校验。若还是校验失败，Alice设置/>
Figure SMS_60
Ac2＝{12，7}，再次发送给Bob，重新计算/>
Figure SMS_61
进行CRC校验。若这一次依然失败，则发现l＝2了，而设置的
Figure SMS_62
这时已经达到了最大自适应次数，本次译码结束。
本发明使用的系统码编码，需要两次编码，构造的码字在信息位包含原始信息，在冻结位处是校验信息。在公共信道传输前，本方法使用映射处理，对码字进行保护，从而确保传输过程中，没有造成信息的泄露。
本发明中，接收端Bob发送的新增冻结位信息是b′中的一部分信息位码字，而b′是u经过一次编码后的信息，传输一部分的
Figure SMS_63
并不会对原始信息u造成威胁。在此情况下，分析自适应中编码的构造过程，和举例中N＝16的自适应环节，传输过程中，第一次自适应，新增冻结位/>
Figure SMS_64
信道中的窃听者有可能窃听到/>
Figure SMS_65
第二次自适应，新增冻结位/>
Figure SMS_66
窃听者有可能窃听到/>
Figure SMS_67
这些信息并不足以使窃听者来破译出原始信息。所以可以在译码阶段继续使用这些新增冻结位来恢复出/>
Figure SMS_68
通过系统极化码的构造特点，使得自适应后码率没有下降。

Claims (5)

1.一种连续变量量子密钥分发自适应协调方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1：发送端与接收端共享相干态信息，接收端接收的相干态信息为：
y＝x+z
式中，z是量子信道的信道噪声，x为发送端发送的相干态信息；
步骤2：使用反向协调框架，由接收端生成原始密钥信息并进行编码、调制，并将调制后的信息每d位组成一组向量，与归一化后的相干态信息进行d维的映射处理，得到两者的映射关系，使用反向协调框架，由接收端生成原始密钥信息并进行编码、调制具体方法为：
由接收端Bob生成原始信息，在原始信息上加上CRC校验位，拓宽信息长度到K，得到原始密钥信息
Figure QLYQS_1
通过可靠性估计计算每条信道的可靠性，并对信道进行排序，将可靠性高于第一阈值的信道传输数据信息/>
Figure QLYQS_2
可靠性低于第一阈值的信道传输冻结位信息/>
Figure QLYQS_3
将信息和冻结位结合在一起，组成原始码字/>
Figure QLYQS_4
将原始码字u第一次送入编码器，得到序列b＝uG；
对序列b中冻结位的位置，重新填入冻结位信息
Figure QLYQS_5
得到序列/>
Figure QLYQS_6
将序列b′再一次送入编码器，计算最终的系统码码字c＝b′G，G是Polar码的生成矩阵；
步骤3：发送端根据映射关系计算信道对数似然比，并将信道对数似然比送入系统码译码器，得到译码结果；
步骤4：对译码结果进行CRC校验，若校验成功，本次译码结束；否则，进行步骤5；
步骤5：分批次的发送冻结位信息，将新建冻结位和原先拥有的译码信息结合重新译码，直到校验成功或达到最大循环次数，本次译码结束。
2.根据权利要求1所述的连续变量量子密钥分发自适应协调方法，其特征在于，将调制后的信息每d位组成一组向量，与归一化后的相干态信息进行d维的映射处理，得到两者的映射关系的具体方法为：
对系统码码字c进行分组，每d位组成一组向量
Figure QLYQS_7
得到d维调制后的序列c′，将向量c′与接收端归一化后的相干态信息进行d维的映射处理，得到两者的映射关系M(g′，c′)，且满足M(y′，c′)y′＝c′，式中，c′为向量，y’为接收端归一化后的相干态信息。
3.根据权利要求1所述的连续变量量子密钥分发自适应协调方法，其特征在于，计算信道对数似然比的具体公式为：
Figure QLYQS_8
式中，LLR(vi)是第i条信道对应的对数似然比，vi是第i位发送端计算出的码字信息，
Figure QLYQS_9
σ’表示拟合出来的信道的噪声参数。
4.根据权利要求3所述的连续变量量子密钥分发自适应协调方法，其特征在于，码字信息的计算公式为：
Figure QLYQS_10
式中，|x|是发送端拥有的相干态信息x的范数，M(y′，u′)是接收端发送的多维协调后的信息，|y|是接收端接收的相干态信息y的范数。
5.根据权利要求1所述的连续变量量子密钥分发自适应协调方法，其特征在于，分批次的发送冻结位信息，将新建冻结位和原先拥有的译码信息结合重新译码具体方法为：
对序列
Figure QLYQS_11
进行可靠性排序，将序列/>
Figure QLYQS_12
中可靠性低于第二阈值的后Kstep个数据作为新建的冻结位，并记l＝l+1；新建冻结位被直接传输给发送端Alice，发送端Alice接收到后，和原先拥有的译码信息结合，重新译码计算/>
Figure QLYQS_13
并转至步骤4。
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Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107359987A (zh) * 2017-07-07 2017-11-17 上海交通大学 有限维度效应下连续变量量子密钥分发多维协商方法
CN107682144A (zh) * 2017-08-29 2018-02-09 上海循态信息科技有限公司 基于双相位调制和数据后处理的连续变量密钥分发方法
CN108616356A (zh) * 2018-05-04 2018-10-02 北京邮电大学 一种用于离散调制连续变量量子密钥分发中的多维协商方法
CN109768857A (zh) * 2018-12-19 2019-05-17 东华大学 一种使用改进的译码算法的cvqkd多维协商方法

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101833956B1 (ko) * 2017-05-19 2018-03-02 한국과학기술원 연속 변수 양자 암호 키분배 위상 보정 시스템

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107359987A (zh) * 2017-07-07 2017-11-17 上海交通大学 有限维度效应下连续变量量子密钥分发多维协商方法
CN107682144A (zh) * 2017-08-29 2018-02-09 上海循态信息科技有限公司 基于双相位调制和数据后处理的连续变量密钥分发方法
CN108616356A (zh) * 2018-05-04 2018-10-02 北京邮电大学 一种用于离散调制连续变量量子密钥分发中的多维协商方法
CN109768857A (zh) * 2018-12-19 2019-05-17 东华大学 一种使用改进的译码算法的cvqkd多维协商方法

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Xue-Qin Jiang等.High-Speed Reconciliation for CVQKD Based on Spatially Coupled LDPC Codes.《IEEE Photonics Journal》.2018,全文. *
郭大波 ; 张宁 ; 刘纲 ; .基于Turbo码的量子高斯密钥分发的数据协调.量子光学学报.2013,(第01期),全文. *

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