CN118138221A - 信息传输方法、装置、电子设备及介质 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种信息传输方法、装置、电子设备及介质，该方法由第一终端执行，包括获取待传输数据的明文信息；对明文信息进行概率整形，获得概率整形后的明文信息；根据基信息，对概率整形后的明文信息进行量子噪声流加密处理，获得目标密文信息；向第二终端发送目标密文信息。本发明通过概率整形能够改变明文信息的分布概率，进而降低经过量子噪声流加密后的星座点中高振幅符号的出现概率，提高低幅度符号的出现概率，使得量子噪声覆盖更多的低幅度符号，增加明文信息和基信息的安全性；而且通过概率整形降低星座图的平均功率，在不增加功耗的前提下提升系统的传输性能。

Description

信息传输方法、装置、电子设备及介质

技术领域

本发明涉及数据安全技术领域，尤其是涉及一种信息传输方法、装置、电子设备及介质。

背景技术

随着通信行业的不断发展，越来越多的数据中心已经建成以支持各种网络服务。为了保障数据中心的安全，在媒体访问控制(Media Access Control，MAC)层或更高层应用了多种加密算法，但这些方案受到电子瓶颈的限制，容易受到量子计算机技术的影响，更重要的是，光纤链路的物理层更容易受到窃取攻击。因此，基于物理层的加密技术越来越重要。

量子噪声流加密(Quantum Noise Stream Cipher，QNSC)是目前主流的物理层加密方案之一。不同于普通的流密码通信系统，QNSC不需要额外的光设备，兼容现有的光网络。QNSC利用放大自发发射(ASE)噪声和散粒噪声等不可避免的量子噪声来屏蔽相邻信号，实现高安全性。

而目前的量子噪声流加密方案存在其高振幅符号的安全性低以及传输性能低的问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种信息传输方法、装置、电子设备及介质，用以解决现有的量子噪声流加密方案存在的其高振幅符号的安全性低以及传输性能低的问题。

为了达到上述目的，第一方面，本发明提供一种信息传输方法，由第一终端执行，包括：

获取待传输数据的明文信息；

对所述明文信息进行概率整形，获得概率整形后的明文信息；

根据基信息，对所述概率整形后的明文信息进行量子噪声流加密处理，获得目标密文信息；

向第二终端发送所述目标密文信息。

可选地，所述对所述明文信息进行概率整形，获得概率整形后的明文信息，包括：

对明文信息进行数据分流，获得数据分流后的第一支路数据和第二支路数据；

将所述第一支路数据进行概率整形，获得中间数据；

将所述中间数据与所述第二支路数据合并，获得概率整形后的明文信息。

可选地，所述将所述第一支路数据进行概率整形，获得中间数据，包括：

将所述第一支路数据输入分布匹配器，获得所述中间数据。

可选地，所述根据所述基信息，对所述概率整形后的明文信息进行量子噪声流加密处理，获得目标密文信息，包括：

对所述概率整形后的明文信息进行前向纠错编码，得到编码后的数据；

将所述编码后的数据进行调制处理，获得低阶调制符号；

利用所述基信息对所述低阶调制符号进行加密处理，获得目标密文信息。

可选地，所述利用所述基信息对所述低阶调制符号进行加密处理，获得目标密文信息，包括：

对所述低阶调制符号和所述基信息的最低位进行异或运算，得到低阶密文信息；

将所述低阶密文信息与所述基信息进行整合处理，获得所述目标密文信息，其中，所述目标密文信息中符号的低位比特位所述基信息，高位比特位为所述低阶调制符号。

第二方面，本发明还提供一种信息传输方法，由第二终端执行，包括：

接收第一终端发送的目标密文信息；

根据基信息，对所述目标密文信息进行量子噪声流解密处理，获得低阶调制符号；

基于所述低阶调制符号进行概率整形解调，获得目标密文信息对应的明文信息。

可选地，所述根据基信息，对所述目标密文信息进行量子噪声流解密处理，获得低阶调制符号，包括：

将所述目标密文信息与所述基信息相减，获得低阶密文信息；

对所述低阶密文信息和所述基信息进行异或运算，获得低阶调制符号。

可选地，所述基于所述低阶调制符号进行概率整形解调，获得目标密文信息对应的明文信息，包括：

对所述低阶调制符号进行解调处理，获得解调后的数据；

将所述解调后的数据进行前向纠错解码，得到解码后的数据；

对所述解码后的数据进行概率整形解调，获得目标密文信息对应的明文信息。

可选地，所述对所述解码后的数据进行概率整形解调，获得目标密文信息对应的明文信息，包括：

对所述解码后的数据进行数据分流，获得具有概率整形特性的中间数据和第二支路数据；

对所述中间数据进行概率整形解调，获得第一支路数据；

将所述第一支路数据和所述第二支路数据合并，获得目标密文信息对应的明文信息。

可选地，所述对所述中间数据进行概率整形解调，获得第一支路数据，包括：

将所述中间数据输入分布匹配器，获得所述第一支路数据。

第三方面，本发明还提供一种信息传输装置，由第一终端执行，包括：

获取模块，用于获取待传输数据的明文信息；

第一处理模块，用于对所述明文信息进行概率整形，获得概率整形后的明文信息；

加密模块，用于根据基信息，对所述概率整形后的明文信息进行量子噪声流加密处理，获得目标密文信息；

发送模块，用于向第二终端发送所述目标密文信息。

第四方面，本发明实施例还提供一种信息传输装置，由第二终端执行，包括：

接收模块，用于接收第一终端发送的目标密文信息；

解密模块，用于根据基信息，对所述目标密文信息进行量子噪声流解密处理，获得低阶调制符号；

第二处理模块，用于基于所述低阶调制符号进行概率整形解调，获得目标密文信息对应的明文信息。

第五方面，本发明实施例还提供一种电子设备，该电子设备为第一终端，包括处理器和收发器，所述收发器在处理器的控制下接收和发送数据，所述处理器用于执行以下操作：

获取待传输数据的明文信息；

对所述明文信息进行概率整形，获得概率整形后的明文信息；

根据基信息，对所述概率整形后的明文信息进行量子噪声流加密处理，获得目标密文信息；

向第二终端发送所述目标密文信息。

第六方面，本发明实施例还提供一种电子设备，该电子设备为第二终端，包括处理器和收发器，所述收发器在处理器的控制下接收和发送数据，所述处理器用于执行如下过程：

接收第一终端发送的目标密文信息；

根据基信息，对所述目标密文信息进行量子噪声流解密处理，获得低阶调制符号；

基于所述低阶调制符号进行概率整形解调，获得目标密文信息对应的明文信息。

第七方面，本发明实施例还提供一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的程序；所述处理器执行所述程序时实现如第一方面所述的信息传输方法，或者实现如第二方面所述的信息传输方法。

第八方面，本发明实施例还提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现如第一方面所述的信息传输方法中的步骤，或者实现如第二方面所述的信息传输方法中的步骤。

本发明的上述技术方案至少具有如下有益效果：

本发明实施例中，获取待传输数据的明文信息；对所述明文信息进行概率整形，获得概率整形后的明文信息；根据基信息，对概率整形后的明文信息进行量子噪声流加密处理，获得目标密文信息；向第二终端发送目标密文信息，如此，通过概率整形能够改变明文信息的分布概率，进而降低经过量子噪声流加密后的星座点中高振幅符号的出现概率，提高低幅度符号的出现概率，使得量子噪声覆盖更多的低幅度符号，增加明文信息和基信息的安全性；而且通过概率整形降低星座图的平均功率，在不增加功耗的前提下提升系统的传输性能。

附图说明

图1表示本发明实施例的信息传输方法的流程示意图之一；

图2表示本发明实施例的发送端设备的信息加密流程示意图；

图3表示本发明实施例的信息传输方法的流程示意图之二；

图4表示本发明实施例的接收端设备的信息解密流程示意图；

图5表示本发明实施例的信息传输装置的模块示意图之一；

图6表示本发明实施例的信息传输装置的模块示意图之二；

图7表示本发明实施例的电子设备的结构示意图。

具体实施方式

为使本发明要解决的技术问题、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图及具体实施例进行详细描述。

实现QNSC的方法主要有3中，第一种是具有多级映射的强度键控(ISK)，第二种是具有相位旋转的相移键控(PSK)，第三种是具有相位和强度调制的正交幅度调制(QAM)，其具体的加密方法是(状态)基的低位和数据作运算(例如异或)，得到加密的数据；然后将加密的数据作为高位，基作为低位，一起进行相干传输。在接收端，再通过基，解出加密的数据；最后通过基的低位，解出数据。

在QAM调制格式的传输中，高振幅的符号的最大似然概率比于低振幅的符号更大，导致每个符号的符号错误率不一致。在QNSC系统中，由于量子噪声的掩盖效果，非法方无法正确地判断符号，然而高振幅的QNSC符号被非法方正确判决的概率更大。QNSC符号点蕴藏着基信息和低阶密文数据，量子噪声对高振幅符号的基信息的覆盖性较差，所以高振幅符号的安全性较低。

另外，QNSC的本质是将低阶的明文信息随机映射到高阶的密文信息，被量子噪声掩盖后，能抵抗物理层的窃取攻击。但是QNSC在提供高安全性的同时，也对系统的传输性能造成不利的影响。

为了解决上述问题，本发明提供了一种信息传输方法、装置、电子设备及介质，其中，方法和装置是基于同一发明构思的，由于方法和装置解决问题的原理相似，因此装置和方法的实施例可以相互参见重复之处不再赘述。

如图1所示，为本发明实施例提供的信息传输方法的流程示意图。该方法由第一终端执行，该方法具体包括：

步骤101，获取待传输数据的明文信息；

可选地，待传输数据为二进制比特流。

步骤102，对明文信息进行概率整形，获得概率整形后的明文信息；

本步骤中，先对明文信息进行数据分流，之后再进行概率整形，获得概率整形后的明文信息。具体的实现方式参见下述实施例一。

步骤103，根据基信息，对概率整形后的明文信息进行量子噪声流加密处理，获得目标密文信息；

这里，基信息为状态基，应理解，状态基为运行密钥，它是由本地侧(第一终端)的伪随机数发生器使用种子密钥生成的，其中，种子密钥由第一终端和第二终端协商确定。也就是说，在本发明的方法执行之前，第一终端和第二终端之间已协商确定种子密钥，并存储于各自的本地端。

步骤104，向第二终端发送目标密文信息。

需要说明的是，通过概率整形能够改变明文信息的分布概率，进而降低后续步骤中经过量子噪声流加密后的星座点中高振幅符号的出现概率，提高低幅度符号的出现概率，使得量子噪声覆盖更多的低幅度符号，增加明文信息和基信息的安全性。而且通过概率整形降低星座图的平均功率，在不增加功耗的前提下提升系统的传输性能，降低误码率。

实施例一

作为本发明实施例的一可选地实现方式，上述步骤102包括：

步骤1021，对明文信息进行数据分流，获得数据分流后的第一支路数据和第二支路数据；

具体的，分别对明文信息的I路数据和Q路数据执行步骤1021～步骤1023。

其中，数据分流后的第一支路数据占比为α，第二支路数据占比为1-α。

步骤1022，将第一支路数据进行概率整形，获得中间数据；

在一可选地实施例中，步骤1022可具体包括：

将第一支路数据输入分布匹配器，获得中间数据。

可选地，分布匹配器为恒定成分分布匹配(Constant Composition DistributionMatching，CCDM)器。

根据香农定理，当信道中信号呈高斯分布时，可达到最高传输容限，在实际中一般采用类似高斯分布的麦克斯韦-玻尔兹曼(MB)分布，其公式为：

其中，λ为一非负常数，x输出符号的幅度，以十进制数表示，D为输出符号的取值集合。

当确定输出符号集合D时，参数λ为分布匹配器输出概率分布的唯一因素。若λ＝0，输出符号呈均匀分布，随着λ的增大，低幅度符号的概率增高。

根据上述公式预先设定分布匹配器输出符号的分布概率，分布匹配器的输出为具有特定概率分布的整形符号(即本步骤中的中间数据)，此符号调制格式为单极性

步骤1023，将中间数据与第二支路数据合并，获得概率整形后的明文信息。

通过步骤1022可知，中间数据为十进制数据，这里，将中间数据经过二进制编码转换为二进制后与第二支路数据合并，获得概率整形后的明文数据。

在一可选地实施例中，上述步骤103可具体包括：

步骤1031，对概率整形后的明文信息进行前向纠错编码，得到编码后的数据；

具体的，将概率整形后的明文信息输入到前向纠错(Forward Error Correction，FEC)编码器，得到编码后数据。其中，前向纠错编码可采用的编码方式有LDPC码、Polar码和Turbo码。这里，对概率整形后的明文信息进行前向纠错编码的目的是为了降低误码率。

需要说明的是，概率整形后的明文数据包括整形后的I路数据和整形后的Q路数据。因此，分别对整形后的I路数据和整形后的Q路数据执行步骤1031，从而获得两路编码后的数据，即编码后的I路数据和编码后的Q路数据。

步骤1032，将编码后的数据进行调制处理，获得低阶调制符号；

这里，将编码后的数据进行调制处理，具体可采用二进制反射格雷码(BinaryReflected Gray Code，BRGC)映射规则，对编码后的数据比特映射，从而保证符号分布概率不变。经过映射后，原本只有正值的符号分布，映射到具有负值的对称M-PAM。具体的，分别采用BRGC映射规则对编码后的I路数据和编码后的Q路数据进行比特映射，得到两路映射后的符号，即映射后的I路符号和映射后的Q路符号。之后，将映射后的I路符号和映射后的Q路符号叠加后，得到低阶调制符号，即具有概率整形特点的低阶M²-QAM符号。

步骤1033，利用基信息对低阶调制符号进行加密处理，获得目标密文信息。

在一可选实施例中，步骤1033可具体包括：

对低阶调制符号和基信息的最低位进行异或运算，得到低阶密文信息；

将低阶密文信息与基信息进行整合处理，获得目标密文信息，其中，目标密文信息中符号的低位比特位基信息，高位比特位为低阶调制符号。

也就是，将低阶调制符号(如低阶QAM符号)和基信息按照Y-00协议加密，低阶的数据随机映射到高阶的密文空间。

下面参见图2，通过示例一说明发送端(本发明的第一终端)的信息加密过程。

示例一

1、发送端设备对待发送数据按照占比α和1-α进行数据分流，分为上支路数据和下支路数据；

具体的，发送端设备对待发送数据的I路数据按照占比α和1-α进行数据分流，分为I路数据对应的上支路数据和下支路数据；

发送端设备对待发送数据的Q路数据分别按照占比α和1-α进行数据分流，分为Q路数据对应的上支路数据和下支路数据。

2、发送端设备将下支路数据通过分布匹配器，如CCDM，进行概率整形，获得具有特定概率分布的整形符号；

具体的，发送端设备对I路数据对应的下支路数据进行概率整形，获得I路数据对应的下支路的整形符号；

发送端设备对Q路数据对应的下支路数据进行概率整形，获得Q路数据对应的下支路的整形符号。

3、发送端设备将下支路的整形符号经过二进制编码转换为二进制数，上下两支路数据合并输入到FEC纠错编码器，获得FEC编码后的数据。

具体的，发送端设备将I路数据对应的下支路的整形符号经过二进制编码转换为二进制数，I路数据对应的下支路的整形符号与I路数据对应的上支路数据合并输入到FEC纠错编码器，获得I路数据对应的FEC编码后的数据；

发送端设备将Q路数据对应的下支路的整形符号经过二进制编码转换为二进制数，Q路数据对应的下支路的整形符号与Q路数据对应的上支路数据合并输入到FEC纠错编码器，获得Q路数据对应的FEC编码后的数据。

4、发送端设备对I路数据对应的FEC编码后的数据采用BRGC映射规则进行比特映射，经过映射后，原本只有正值的符号分布，映射到具有负值的I路数据对应的对称M-PAM；并对Q路数据对应的FEC编码后的数据采用BRGC映射规则进行比特映射，经过映射后，原本只有正值的符号分布，映射到具有负值的Q路数据对应的对称M-PAM。然后，在I路数据对应的对称M-PAM和Q路数据对应的对称M-PAM叠加后，得到具有概率整形特点的低阶M²-QAM符号。

5、发送端设备将低阶M²-QAM符号和基信息按照Y-00协议加密，低阶的数据随机映射到高阶的密文空间。

具体包括：5-1、将低阶M²-QAM符号和基信息的最低位异或得到低阶密文(图中的MAP)；

5-2、低阶密文和基信息整合为一个符号，得到高阶密文，符号的低位比特为基信息，高位比特位为低阶密文。

本发明实施例的信息传输方法，通过获取待传输数据的明文信息；对所述明文信息进行概率整形，获得概率整形后的明文信息；根据基信息，对概率整形后的明文信息进行量子噪声流加密处理，获得目标密文信息；向第二终端发送目标密文信息，如此，通过概率整形能够改变明文信息的分布概率，进而降低经过量子噪声流加密后的星座点中高振幅符号的出现概率，提高低幅度符号的出现概率，使得量子噪声覆盖更多的低幅度符号，增加明文信息和基信息的安全性；而且通过概率整形降低星座图的平均功率，在不增加功耗的前提下提升系统的传输性能。

如图3所示，本发明实施例还提供一种信息传输方法的流程示意图。该方法由第二终端执行，该方法可具体包括：

步骤301，接收第一终端发送的目标密文信息；

步骤302，根据基信息，对目标密文信息进行量子噪声流解密处理，获得低阶调制符号；

这里，基信息为状态基，应理解，状态基为运行密钥，它是由本地侧(第二终端)的伪随机数发生器使用种子密钥生成的，其中，种子密钥由第二终端和第一终端协商确定。也就是说，在本发明的方法执行之前，第一终端和第二终端之间已协商确定种子密钥，并存储于各自的本地端。

步骤303，基于低阶调制符号进行概率整形解调，获得目标密文信息对应的明文信息。

需要说明的是，第二终端侧信息解密过程是第一终端侧信息加密过程的逆过程。

本发明实施例的信息传输方法，通过接收第一终端发送的目标密文信息；之后，根据基信息，对目标密文信息进行量子噪声流解密处理，获得低阶调制符号；最后，基于低阶调制符号进行概率整形解调，获得目标密文信息对应的明文信息，如此，通过第一终端发送的经概率整形和量子噪声流加密结合后的目标密文信息，降低了目标密文信息被截获的风险，而且通过与第一终端侧对应的量子噪声流解密和概率整形结合，在降低星座图平均功率提升系统的传输性能的基础上，能够准确地解密出目标密文信息中的明文信息。

在一可选地实施例中，上述步骤302可具体包括：

步骤3021，将目标密文信息与基信息相减，获得低阶密文信息；

步骤3022，对低阶密文信息和基信息进行异或运算，获得低阶调制符号。

本实施例为第一终端侧的步骤1033具体实现方式的逆过程。也就是，将目标密文信息和基信息按照Y-00协议解密，从高阶密文信息中恢复低阶明文数据(低阶调制符号)，此低阶明文数据为具有概率整形特点的低阶QAM明文符号。

在一可选地实施例中，上述步骤303可具体包括：

步骤3031，对低阶调制符号进行解调处理，获得解调后的数据；

这里，对低阶调制符号进行解调处理，获得的解调后的数据为二进制数据。

步骤3032，将解调后的数据进行前向纠错解码，得到解码后的数据；

具体的，将解调后的数据输入到FEC解码器，得到解码后的数据。这里，将解调后的数据进行前向纠错解码的目的是为了降低误码率。

步骤3033，对解码后的数据进行概率整形解调，获得目标密文信息对应的明文信息。

在一可选地实施例中，步骤3033可具体包括：

1)对解码后的数据进行数据分流，获得具有概率整形特性的中间数据和第二支路数据；

具体的，对解码后的数据按照占比α和1-α进行数据分流，获得具有概率整形特性的中间数据和第二支路数据。

这里，对解码后的数据的I路数据和Q路数据分别按照占比α和1-α进行数据分流，获得各自对应的具有概率整形特性的中间数据和第二支路数据。

其中，具有概率整形特性的中间数据是经十进制编码规则转换后的十进制数，它是一个具有特殊分布的整形符号，此符号的调制格式为单极性

2)对中间数据进行概率整形解调，获得第一支路数据；

在一可选地实施例中，对中间数据进行概率整形解调，获得第一支路数据，可具体包括：

将中间数据输入分布匹配器，获得第一支路数据。

这里，分布匹配器和第一终端的分布匹配器拥有相同的初始参数设置，获得的第一支路数据是均匀分布的二进制比特流。

3)将第一支路数据和第二支路数据合并，获得目标密文信息对应的明文信息。

下面参见图4，通过示例二说明接收端(本发明的第二终端)的信息解密过程，对应示例一的信息加密过程。

示例二

6、接收端设备接收到密文信息，按照Y-00协议解密，从高阶密文信息中恢复出低阶明文数据。

低阶明文数据为具有概率整形特点的低阶QAM明文符号。

具体包括：将高阶密文信息减去基信息，得到低阶密文(图中的MAP)；将基信息的最低位和低阶密文异或得到低阶QAM明文符号。

7、接收端设备将低阶QAM明文符号解调为二进制数后通过FEC解码器解码，得到解码后的数据。

8、接收端设备将解码后的数据按照占比α和1-α进行数据分流，分为上支路数据和下支路数据，和发送端保持一致。

这里，对解码后的数据的I路数据和Q路数据分别按照占比α和1-α进行数据分流，获得各自对应的上支路数据和下支路数据，和发送端保持一致

9、接收端设备将1-α的下支路数据按照十进制编码规则转为十进制数，得到具有特殊分布的整形符号，此符号的调制格式为单极性并将整形数据输入分布匹配器，此分布匹配器和发送端的分布匹配器拥有一样的初始参数设置，将具有特殊分布的整形数据解码为均匀分布的二进制比特流；

10、将均匀分布的二进制比特流和上支路数据合为一路得到发送的原始数据。

本发明实施例的信息传输方法，通过接收第一终端发送的目标密文信息；之后，根据基信息，对目标密文信息进行量子噪声流解密处理，获得低阶调制符号；最后，基于低阶调制符号进行概率整形解调，获得目标密文信息对应的明文信息，如此，通过第一终端发送的经概率整形和量子噪声流加密结合后的目标密文信息，降低了目标密文信息被截获的风险，而且通过与第一终端侧对应的量子噪声流解密和概率整形结合，在降低星座图平均功率提升系统的传输性能的基础上，能够准确地解密出目标密文信息中的明文信息。

如图5所示，本发明实施例还提供一种信息传输装置，该装置包括：

获取模块501，用于获取待传输数据的明文信息；

第一处理模块502，用于对明文信息进行概率整形，获得概率整形后的明文信息；

加密模块503，用于根据基信息，对概率整形后的明文信息进行量子噪声流加密处理，获得目标密文信息；

发送模块504，用于向第二终端发送目标密文信息。

可选地，第一处理模块502包括：

第一处理单元，用于对明文信息进行数据分流，获得数据分流后的第一支路数据和第二支路数据；

第二处理单元，用于将第一支路数据进行概率整形，获得中间数据；

第三处理单元，用于将中间数据与第二支路数据合并，获得概率整形后的明文信息。

可选地，第二处理单元具体用于：

将第一支路数据输入分布匹配器，获得中间数据。

可选地，加密模块503包括：

编码单元，用于对概率整形后的明文信息进行前向纠错编码，得到编码后的数据；

调制单元，用于将编码后的数据进行调制处理，获得低阶调制符号；

加密单元，用于利用基信息对低阶调制符号进行加密处理，获得目标密文信息。

可选地，加密单元具体用于：

对低阶调制符号和基信息的最低位进行异或运算，得到低阶密文信息；

将低阶密文信息与基信息进行整合处理，获得目标密文信息，其中，目标密文信息中符号的低位比特位基信息，高位比特位为低阶调制符号。

本发明实施例的信息传输装置，通过获取待传输数据的明文信息；对所述明文信息进行概率整形，获得概率整形后的明文信息；根据基信息，对概率整形后的明文信息进行量子噪声流加密处理，获得目标密文信息；向第二终端发送目标密文信息，如此，通过概率整形能够改变明文信息的分布概率，进而降低经过量子噪声流加密后的星座点中高振幅符号的出现概率，提高低幅度符号的出现概率，使得量子噪声覆盖更多的低幅度符号，增加明文信息和基信息的安全性；而且通过概率整形降低星座图的平均功率，在不增加功耗的前提下提升系统的传输性能。

如图6所示，本发明实施例还提供一种信息传输装置，该装置包括：

接收模块601，用于接收第一终端发送的目标密文信息；

解密模块602，用于根据基信息，对目标密文信息进行量子噪声流解密处理，获得低阶调制符号；

第二处理模块603，用于基于低阶调制符号进行概率整形解调，获得目标密文信息对应的明文信息。

可选地，解密模块602包括：

第一解密单元，用于将目标密文信息与基信息相减，获得低阶密文信息；

第二解密单元，用于对低阶密文信息和基信息进行异或运算，获得低阶调制符号。

可选地，第二处理模块603包括：

解调单元，用于对低阶调制符号进行解调处理，获得解调后的数据；

解码单元，用于将解调后的数据进行前向纠错解码，得到解码后的数据；

第三解密单元，用于对解码后的数据进行概率整形解调，获得目标密文信息对应的明文信息。

可选地，第三解密单元具体用于：

对解码后的数据进行数据分流，获得具有概率整形特性的中间数据和第二支路数据；

对中间数据进行概率整形解调，获得第一支路数据；

将第一支路数据和第二支路数据合并，获得目标密文信息对应的明文信息。

可选地，第三解密单元具体用于：

将中间数据输入分布匹配器，获得第一支路数据。

本发明实施例的信息传输装置，通过接收第一终端发送的目标密文信息；之后，根据基信息，对目标密文信息进行量子噪声流解密处理，获得低阶调制符号；最后，基于低阶调制符号进行概率整形解调，获得目标密文信息对应的明文信息，如此，通过第一终端发送的经概率整形和量子噪声流加密结合后的目标密文信息，降低了目标密文信息被截获的风险，而且通过与第一终端侧对应的量子噪声流解密和概率整形结合，在降低星座图平均功率提升系统的传输性能的基础上，能够准确地解密出目标密文信息中的明文信息。

为了更好的实现上述目的，如图7所示，本发明实施例还提供一种电子设备，包括处理器700和收发器710，该终端还包括用户接口720，当电子设备为第一终端，即信息发送端时，所述处理器700用于执行如下过程：

获取待传输数据的明文信息；

对明文信息进行概率整形，获得概率整形后的明文信息；

根据基信息，对概率整形后的明文信息进行量子噪声流加密处理，获得目标密文信息；

通过收发器710向第二终端发送目标密文信息。

可选地，处理器700还用于：

对明文信息进行数据分流，获得数据分流后的第一支路数据和第二支路数据；

将第一支路数据进行概率整形，获得中间数据；

将中间数据与第二支路数据合并，获得概率整形后的明文信息。

可选地，处理器700还用于：

将第一支路数据输入分布匹配器，获得中间数据。

可选地，处理器700还用于：

对概率整形后的明文信息进行前向纠错编码，得到编码后的数据；

将编码后的数据进行调制处理，获得低阶调制符号；

利用基信息对低阶调制符号进行加密处理，获得目标密文信息。

可选地，处理器700还用于：

对低阶调制符号和基信息的最低位进行异或运算，得到低阶密文信息；

将低阶密文信息与基信息进行整合处理，获得目标密文信息，其中，目标密文信息中符号的低位比特位基信息，高位比特位为低阶调制符号。

在电子设备为第一终端的情况下，通过概率整形能够改变明文信息的分布概率，进而降低经过量子噪声流加密后的星座点中高振幅符号的出现概率，提高低幅度符号的出现概率，使得量子噪声覆盖更多的低幅度符号，增加明文信息和基信息的安全性；而且通过概率整形降低星座图的平均功率，在不增加功耗的前提下提升系统的传输性能

在电子设备为第二终端，即信息接收端时，处理器700还用于执行如下过程：

通过收发器710接收第一终端发送的目标密文信息；

根据基信息，对目标密文信息进行量子噪声流解密处理，获得低阶调制符号；

基于低阶调制符号进行概率整形解调，获得目标密文信息对应的明文信息。

可选地，处理器700还用于：

将目标密文信息与基信息相减，获得低阶密文信息；

对低阶密文信息和基信息进行异或运算，获得低阶调制符号。

可选地，处理器700还用于：

对低阶调制符号进行解调处理，获得解调后的数据；

将解调后的数据进行前向纠错解码，得到解码后的数据；

对解码后的数据进行概率整形解调，获得目标密文信息对应的明文信息。

可选地，处理器700还用于：

对解码后的数据进行数据分流，获得具有概率整形特性的中间数据和第二支路数据；

对中间数据进行概率整形解调，获得第一支路数据；

将第一支路数据和第二支路数据合并，获得目标密文信息对应的明文信息。

可选地，处理器700还用于：

将中间数据输入分布匹配器，获得第一支路数据。

在电子设备为第二终端的情况下，通过第一终端发送的经概率整形和量子噪声流加密结合后的目标密文信息，降低了目标密文信息被截获的风险，而且通过与第一终端侧对应的量子噪声流解密和概率整形结合，在降低星座图平均功率提升系统的传输性能的基础上，能够准确地解密出目标密文信息中的明文信息。

本发明实施例还提供一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序时实现如上所述的信息传输方法实施例中的各个过程，且能达到相同的技术效果，为避免重复，这里不再赘述。

本发明实施例还提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现如上所述的信息传输方法实施例中的各个过程，且能达到相同的技术效果，为避免重复，这里不再赘述。其中，所述的计算机可读存储介质，如只读存储器(Read-Only Memory，简称ROM)、随机存取存储器(Random Access Memory，简称RAM)、磁碟或者光盘等。

本领域内的技术人员应明白，本申请的实施例可提供为方法、系统或计算机程序产品。因此，本申请可采用完全硬件实施例、完全软件实施例或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本申请可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可读存储介质(包括但不限于磁盘存储器和光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。

本申请是参照根据本申请实施例的方法、设备(系统)和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其它可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其它可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或一个方框或多个方框中指定的功能的装置。

这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其它可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储介质中，使得存储在该计算机可读存储介质中的指令产生包括指令装置的纸制品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。

这些计算机程序指令也可装载到计算机或其它可编程数据处理设备上，使得计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他科编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。

以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明所述原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (16)

1.一种信息传输方法，由第一终端执行，其特征在于，包括：

获取待传输数据的明文信息；

对所述明文信息进行概率整形，获得概率整形后的明文信息；

根据基信息，对所述概率整形后的明文信息进行量子噪声流加密处理，获得目标密文信息；

向第二终端发送所述目标密文信息。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述对所述明文信息进行概率整形，获得概率整形后的明文信息，包括：

对明文信息进行数据分流，获得数据分流后的第一支路数据和第二支路数据；

将所述第一支路数据进行概率整形，获得中间数据；

将所述中间数据与所述第二支路数据合并，获得概率整形后的明文信息。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述将所述第一支路数据进行概率整形，获得中间数据，包括：

将所述第一支路数据输入分布匹配器，获得所述中间数据。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述基信息，对所述概率整形后的明文信息进行量子噪声流加密处理，获得目标密文信息，包括：

对所述概率整形后的明文信息进行前向纠错编码，得到编码后的数据；

将所述编码后的数据进行调制处理，获得低阶调制符号；

利用所述基信息对所述低阶调制符号进行加密处理，获得目标密文信息。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述利用所述基信息对所述低阶调制符号进行加密处理，获得目标密文信息，包括：

对所述低阶调制符号和所述基信息的最低位进行异或运算，得到低阶密文信息；

将所述低阶密文信息与所述基信息进行整合处理，获得所述目标密文信息，其中，所述目标密文信息中符号的低位比特位所述基信息，高位比特位为所述低阶调制符号。

6.一种信息传输方法，由第二终端执行，其特征在于，包括：

接收第一终端发送的目标密文信息；

根据基信息，对所述目标密文信息进行量子噪声流解密处理，获得低阶调制符号；

基于所述低阶调制符号进行概率整形解调，获得目标密文信息对应的明文信息。

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述根据基信息，对所述目标密文信息进行量子噪声流解密处理，获得低阶调制符号，包括：

将所述目标密文信息与所述基信息相减，获得低阶密文信息；

对所述低阶密文信息和所述基信息进行异或运算，获得低阶调制符号。

8.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述基于所述低阶调制符号进行概率整形解调，获得目标密文信息对应的明文信息，包括：

对所述低阶调制符号进行解调处理，获得解调后的数据；

将所述解调后的数据进行前向纠错解码，得到解码后的数据；

对所述解码后的数据进行概率整形解调，获得目标密文信息对应的明文信息。

9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述对所述解码后的数据进行概率整形解调，获得目标密文信息对应的明文信息，包括：

对所述解码后的数据进行数据分流，获得具有概率整形特性的中间数据和第二支路数据；

对所述中间数据进行概率整形解调，获得第一支路数据；

将所述第一支路数据和所述第二支路数据合并，获得目标密文信息对应的明文信息。

10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，所述对所述中间数据进行概率整形解调，获得第一支路数据，包括：

将所述中间数据输入分布匹配器，获得所述第一支路数据。

11.一种信息传输装置，其特征在于，包括：

获取模块，用于获取待传输数据的明文信息；

第一处理模块，用于对所述明文信息进行概率整形，获得概率整形后的明文信息；

加密模块，用于根据基信息，对所述概率整形后的明文信息进行量子噪声流加密处理，获得目标密文信息；

发送模块，用于向第二终端发送所述目标密文信息。

12.一种信息传输装置，其特征在于，包括：

接收模块，用于接收第一终端发送的目标密文信息；

解密模块，用于根据基信息，对所述目标密文信息进行量子噪声流解密处理，获得低阶调制符号；

第二处理模块，用于基于所述低阶调制符号进行概率整形解调，获得目标密文信息对应的明文信息。

13.一种电子设备，该电子设备为第一终端，包括处理器和收发器，所述收发器在处理器的控制下接收和发送数据，其特征在于，所述处理器用于执行以下操作：

获取待传输数据的明文信息；

对所述明文信息进行概率整形，获得概率整形后的明文信息；

根据基信息，对所述概率整形后的明文信息进行量子噪声流加密处理，获得目标密文信息；

向第二终端发送所述目标密文信息。

14.一种电子设备，该电子设备为第二终端，包括处理器和收发器，所述收发器在处理器的控制下接收和发送数据，其特征在于，所述处理器用于执行如下过程：

接收第一终端发送的目标密文信息；

根据基信息，对所述目标密文信息进行量子噪声流解密处理，获得低阶调制符号；

基于所述低阶调制符号进行概率整形解调，获得目标密文信息对应的明文信息。

15.一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的程序；其特征在于，所述处理器执行所述程序时实现如权利要求1至5任一项所述的信息传输方法，或者实现如权利要求6至10任一项所述的信息传输方法。

16.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，该程序被处理器执行时实现如权利要求1至5任一项所述的信息传输方法中的步骤，或者实现如权利要求6至10任一项所述的信息传输方法中的步骤。