一種支持大規(guī)模動(dòng)態(tài)變化的量子密鑰分發(fā)保密增強(qiáng)方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種支持大規(guī)模動(dòng)態(tài)變化的量子密鑰分發(fā)保密增強(qiáng)方法，其步驟為：S1：初始化；保密增強(qiáng)方法啟動(dòng)時(shí)，根據(jù)量子密鑰分發(fā)系統(tǒng)實(shí)際運(yùn)行參數(shù)，計(jì)算FFT模塊的最優(yōu)運(yùn)算規(guī)模m；初始化規(guī)模為m的FFT運(yùn)算和逆FFT運(yùn)算模塊；S2：數(shù)據(jù)規(guī)格化；根據(jù)量子密鑰分發(fā)系統(tǒng)的探測(cè)器計(jì)數(shù)率Qμ，量子比特誤碼率Eμ，糾錯(cuò)后弱安全性密鑰長(zhǎng)度n和量子密鑰分發(fā)系統(tǒng)安全參數(shù)s計(jì)算最終安全密鑰長(zhǎng)度r，根據(jù)參數(shù)m、n、r對(duì)初始密鑰串和Toeplitz矩陣進(jìn)行規(guī)格化處理；S3：數(shù)據(jù)運(yùn)算；采用FFT技術(shù)對(duì)Toeplitz矩陣與初始密鑰串的運(yùn)算過程進(jìn)行運(yùn)算，取計(jì)算結(jié)果的前r項(xiàng)組成結(jié)果向量，即最終安全密鑰。本發(fā)明具有更強(qiáng)靈活性、更高處理性能等優(yōu)點(diǎn)。
【專利說明】一種支持大規(guī)模動(dòng)態(tài)變化的量子密鑰分發(fā)保密増強(qiáng)方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明主要涉及到量子密鑰領(lǐng)域，特指一種用于支持大規(guī)模動(dòng)態(tài)變化的量子密鑰分發(fā)保密增強(qiáng)方法。

【背景技術(shù)】
[0002]近年來，隨著計(jì)算技術(shù)的快速發(fā)展，以數(shù)學(xué)問題復(fù)雜性為安全基礎(chǔ)的現(xiàn)代密碼體系(包括對(duì)稱密鑰體系和非對(duì)稱密碼體系)面臨著嚴(yán)峻的安全挑戰(zhàn)，特別是Peter Shor量子分解算法。利用量子計(jì)算的并行性，可快速破譯目前廣泛使用的RSA等加密算法。量子計(jì)算機(jī)一旦研制成功，將嚴(yán)重威脅到金融、政治和軍事等國家核心領(lǐng)域的信息安全?！耙淮我幻堋?0ne_Time Pad, OTP)是目前唯一被證明信息論安全(又稱無條件安全)的加密算法，對(duì)于通信雙方(Alice和Bob)，采用OTP算法實(shí)現(xiàn)無條件安全的通信，其關(guān)鍵在于如何產(chǎn)生無條件安全和真隨機(jī)的密鑰。
[0003]量子密鑰分發(fā)(Quantum Key Distribut1n, QKD)技術(shù)，是基于量子力學(xué)的不可克隆、海森堡測(cè)不準(zhǔn)等基本物理原理，可為通信雙方產(chǎn)生無條件安全的密鑰。QKD是當(dāng)前量子通信領(lǐng)域中最接近實(shí)用的技術(shù)，已引起世界各國廣泛關(guān)注。QKD系統(tǒng)在工作時(shí)可以分為兩個(gè)階段:量子通信階段和后處理階段。以BB84協(xié)議類QKD系統(tǒng)為例，量子通信階段通過分發(fā)、傳輸和測(cè)量量子信號(hào)，在通信雙方Alice和Bob之間產(chǎn)生共享的關(guān)聯(lián)數(shù)據(jù)；后處理階段采用經(jīng)典通信信道，通過篩選、糾錯(cuò)和保密增強(qiáng)等步驟將通信雙方共享的關(guān)聯(lián)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為絕對(duì)安全(又稱信息論安全)的密鑰。
[0004]QKD系統(tǒng)在量子通信階段工作時(shí)，由于量子通信源設(shè)備、信道和探測(cè)設(shè)備等的非完美性，攻擊者Eve可能獲取部分量子態(tài)信息。同時(shí)，在后處理階段，由于通信信道是公開的，在篩選和糾錯(cuò)過程中可能會(huì)泄露部分密鑰信息。因此，保密增強(qiáng)作為后處理階段的關(guān)鍵步驟，是QKD系統(tǒng)安全性的重要保證。
[0005]在糾錯(cuò)階段結(jié)束后，Alice和Bob之間擁有一個(gè)強(qiáng)弱一致的共享密鑰W，兩者之間的互信息量為I(A:B) = n ；Eve可能獲取的信息量為I(A:E) = t，t〈n。在進(jìn)行保密增強(qiáng)時(shí)，Alice和Bob以犧牲部分密鑰信息量(S)為代價(jià)，通過隨機(jī)公開的選取通用Hash函數(shù)f，f e F，F(xiàn): {O, 1}η- {O, 1} '通過對(duì)初始密鑰W計(jì)算Hash值的方法，產(chǎn)生一串相對(duì)于Eve的信息論安全的密鑰。在保密增強(qiáng)結(jié)束后，量子通信雙方Alice和Bob之間的互信息量由η減至r，而Eve與Alice之間的互信息量由t減至不大于2_s/ln2。
[0006]QKD系統(tǒng)使用最為廣泛的是基于Toeplitz矩陣構(gòu)造的保密增強(qiáng)方法?；赥oeplitz構(gòu)造的保密增強(qiáng)方法可以有效降低通信雙方Hash函數(shù)協(xié)商過程中的數(shù)據(jù)通信量，提高保密增強(qiáng)算法的性能。為了消除有限碼長(zhǎng)分析等安全威脅，QKD系統(tǒng)中保密增強(qiáng)輸入的初始密鑰串W的長(zhǎng)度應(yīng)滿足η多106。對(duì)于大規(guī)模輸入的保密增強(qiáng)算法，采用矩陣乘法的方式進(jìn)行運(yùn)算很難滿足QKD系統(tǒng)實(shí)時(shí)處理的要求。目前，物理系統(tǒng)的飛速發(fā)展對(duì)保密增強(qiáng)過程提出了更高的要求，要求其能夠?qū)θ醢踩拿荑€串進(jìn)行實(shí)時(shí)處理，產(chǎn)生安全的密鑰?？焖俑道锶~技術(shù)(Fast Fourier Transform,FFT)對(duì)基于Toeplitz矩陣構(gòu)造的保密增強(qiáng)方法進(jìn)行加速，使得計(jì)算復(fù)雜度由O (η2)降低為O(nlogn)。
[0007]由于QKD系統(tǒng)在工作過程中，量子比特誤碼率、量子計(jì)數(shù)率等參數(shù)是動(dòng)態(tài)變化的，導(dǎo)致每次進(jìn)行保密增強(qiáng)的輸出規(guī)模也是動(dòng)態(tài)變化的。采用FFT技術(shù)對(duì)保密增強(qiáng)運(yùn)算過程進(jìn)行加速時(shí)需要能夠支持對(duì)任意可變規(guī)模的初始密鑰串進(jìn)行處理。FFT技術(shù)在對(duì)變長(zhǎng)密鑰串進(jìn)行處理時(shí)，需要先構(gòu)建與之等長(zhǎng)的FFT變換方案，而構(gòu)建大規(guī)模的FFT變換方案是非常耗時(shí)間的，會(huì)降低保密增強(qiáng)方法的處理性能。
[0008]由上可知，傳統(tǒng)量子密鑰分發(fā)系統(tǒng)中基于Toeplitz矩陣和FFT技術(shù)構(gòu)造的保密增強(qiáng)方法無法滿足大規(guī)模動(dòng)態(tài)變化條件下實(shí)時(shí)高速處理的問題。因此，為了能夠滿足量子密鑰分發(fā)系統(tǒng)安全、實(shí)時(shí)高速生成安全密鑰的需求，設(shè)計(jì)高效的支持大規(guī)模動(dòng)態(tài)變化的量子密鑰分發(fā)保密增強(qiáng)方法具有重要的意義。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0009]本發(fā)明要解決的技術(shù)問題就在于:針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)存在的技術(shù)問題，本發(fā)明提供一種具有更強(qiáng)靈活性、更高處理性能的支持大規(guī)模動(dòng)態(tài)變化的量子密鑰分發(fā)保密增強(qiáng)方法。
[0010]為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案:
[0011]一種支持大規(guī)模動(dòng)態(tài)變化的量子密鑰分發(fā)保密增強(qiáng)方法，其步驟為:
[0012]S1:初始化；保密增強(qiáng)方法啟動(dòng)時(shí)，根據(jù)量子密鑰分發(fā)系統(tǒng)實(shí)際運(yùn)行參數(shù)，計(jì)算FFT模塊的最優(yōu)運(yùn)算規(guī)模m ;初始化規(guī)模為m的FFT運(yùn)算和逆FFT運(yùn)算模塊；
[0013]S2:數(shù)據(jù)規(guī)格化；根據(jù)量子密鑰分發(fā)系統(tǒng)的探測(cè)器計(jì)數(shù)率Qw，量子比特誤碼率Εμ，糾錯(cuò)后弱安全性密鑰長(zhǎng)度η和量子密鑰分發(fā)系統(tǒng)安全參數(shù)s計(jì)算最終安全密鑰長(zhǎng)度r，根據(jù)參數(shù)m、n、r對(duì)初始密鑰串和Toeplitz矩陣進(jìn)行規(guī)格化處理；
[0014]S3:數(shù)據(jù)運(yùn)算；采用FFT技術(shù)對(duì)To印Iitz矩陣與初始密鑰串的運(yùn)算過程進(jìn)行運(yùn)算，取計(jì)算結(jié)果的前r項(xiàng)組成結(jié)果向量，即最終安全密鑰。
[0015]作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn):所述步驟SI中最優(yōu)運(yùn)算規(guī)模計(jì)算的具體步驟為:
[0016]SlOl:根據(jù)量子密鑰分發(fā)系統(tǒng)的探測(cè)器計(jì)數(shù)率Qw和量子比特誤碼率E卩參數(shù)計(jì)算系統(tǒng)在工作過程中最終生成的安全密鑰串的長(zhǎng)度的最大限值rmax;
[0017]S102:根據(jù)量子密鑰分發(fā)系統(tǒng)中糾錯(cuò)后弱安全性密鑰長(zhǎng)度η和系統(tǒng)安全參數(shù)s以及rmax計(jì)算最優(yōu)保密增強(qiáng)運(yùn)算規(guī)模m。
[0018]作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn):所述步驟S2中數(shù)據(jù)規(guī)格化階段的具體步驟為:
[0019]S201:根據(jù)量子密鑰分發(fā)系統(tǒng)的實(shí)時(shí)運(yùn)行參數(shù)，探測(cè)器計(jì)數(shù)率Qw，量子比特誤碼率Εμ，糾錯(cuò)后弱安全性密鑰長(zhǎng)度η和量子密鑰分發(fā)系統(tǒng)安全參數(shù)s計(jì)算最終安全密鑰長(zhǎng)度r ；
[0020]S202:根據(jù)參數(shù)m、n、r對(duì)初始密鑰串和To印Iitz矩陣進(jìn)行規(guī)格化處理。
[0021]作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn):所述初始密鑰串的規(guī)格化處理方法為:通過補(bǔ)零操作，將長(zhǎng)度為η的糾錯(cuò)后的弱安全性密鑰串W = [w0, W1,…，wn_J擴(kuò)展為m階的向量W*。
[0022]作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn):所述Toeplitz矩陣的規(guī)格化處理方法為:在用于構(gòu)造保密增強(qiáng)方法中Toeplitz矩陣的第η個(gè)隨機(jī)元素之后補(bǔ)充(m-n-r+1)個(gè)零元，將Toeplitz矩陣擴(kuò)展為mXm階循環(huán)矩陣H*mXm，得到循環(huán)矩陣的第一行向量為h=
，O，an+r-2，an+r-3， ，IXm0
[0023]作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn):所述步驟S3的具體步驟:
[0024]S301:對(duì)規(guī)格化處理后的密鑰串W*和循環(huán)矩陣的第一行向量h進(jìn)行FFT運(yùn)算，記做 F(W*)和 F(h)；
[0025]S302:計(jì)算F(W*)和F(h)的卷積，運(yùn)算結(jié)果記做diagF(h).F(W*)；
[0026]S303:對(duì)卷積結(jié)果進(jìn)行逆FFT運(yùn)算，運(yùn)算結(jié)果記做F—1 (diagF (h).F (W*))；
[0027]S304:取運(yùn)算結(jié)果的前r項(xiàng)組成向量Y，Y即為最終安全密鑰串。
[0028]作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn):還包括步驟S4:判斷量子密鑰分發(fā)系統(tǒng)是否繼續(xù)工作，若是，則重復(fù)步驟S2、S3 ;否則，終止。
[0029]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于:
[0030]1、本發(fā)明針對(duì)量子密鑰分發(fā)系統(tǒng)工作過程中，探測(cè)器量子計(jì)數(shù)率和量子比特誤碼率等參數(shù)動(dòng)態(tài)變化導(dǎo)致的保密增強(qiáng)的輸出規(guī)模動(dòng)態(tài)變化的特性，通過將FFT運(yùn)算模塊固定至最優(yōu)運(yùn)算規(guī)模，在滿足保密增強(qiáng)操作規(guī)模動(dòng)態(tài)變化需求的前提下，將大規(guī)模FFT模塊的初始化過程減少至I次，同時(shí)，由于本發(fā)明根據(jù)保密增強(qiáng)最優(yōu)運(yùn)算規(guī)模，將初始密鑰串和Toeplitz矩陣進(jìn)行規(guī)格化處理，其規(guī)格化處理過程的時(shí)間遠(yuǎn)小于FFT運(yùn)算模塊的初始化時(shí)間。本發(fā)明具有更強(qiáng)的靈活性和更高的處理性能。
[0031]2、本發(fā)明對(duì)初始密鑰串和Toeplitz進(jìn)行的規(guī)格化處理不會(huì)減弱保密增強(qiáng)方法的安全性，與現(xiàn)有保密增強(qiáng)技術(shù)安全性相同。
[0032]3、本發(fā)明針對(duì)高速實(shí)時(shí)量子密鑰分發(fā)系統(tǒng)中保密增強(qiáng)操作運(yùn)算規(guī)模隨著最終安全密鑰串長(zhǎng)度動(dòng)態(tài)變化的特性，本發(fā)明通過將FFT運(yùn)算模塊固定至最優(yōu)運(yùn)算規(guī)模，在滿足保密增強(qiáng)操作規(guī)模動(dòng)態(tài)變化需求的前提下，將大規(guī)模FFT模塊的初始化過程減少至I次，較現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明具有更強(qiáng)的靈活性。
[0033]4、本發(fā)明根據(jù)保密增強(qiáng)最優(yōu)運(yùn)算規(guī)模，將初始密鑰串和Toeplitz矩陣進(jìn)行規(guī)格化處理，由于規(guī)格化處理過程的時(shí)間遠(yuǎn)小于FFT運(yùn)算模塊的初始化時(shí)間，與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有更高的處理性能。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0034]圖1是本發(fā)明方法在具體應(yīng)用實(shí)例中的流程示意圖。

【具體實(shí)施方式】
[0035]以下將結(jié)合說明書附圖和具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步詳細(xì)說明。
[0036]如圖1所示，本發(fā)明的支持大規(guī)模動(dòng)態(tài)變化的量子密鑰分發(fā)保密增強(qiáng)方法，其步驟為:
[0037]S1:初始化；
[0038]保密增強(qiáng)方法啟動(dòng)時(shí)，根據(jù)量子密鑰分發(fā)系統(tǒng)實(shí)際運(yùn)行參數(shù)，計(jì)算FFT模塊的最優(yōu)運(yùn)算規(guī)模m ;初始化規(guī)模為m的FFT運(yùn)算和逆FFT運(yùn)算模塊；
[0039]S2:數(shù)據(jù)規(guī)格化；
[0040]根據(jù)量子密鑰分發(fā)系統(tǒng)的探測(cè)器計(jì)數(shù)率Qw，量子比特誤碼率Εμ，糾錯(cuò)后弱安全性密鑰長(zhǎng)度η和量子密鑰分發(fā)系統(tǒng)安全參數(shù)s等計(jì)算最終安全密鑰長(zhǎng)度r，根據(jù)參數(shù)m、n、r對(duì)初始密鑰串和Toeplitz矩陣進(jìn)行規(guī)格化處理；
[0041]S3:數(shù)據(jù)運(yùn)算；
[0042]采用FFT技術(shù)對(duì)Toeplitz矩陣與初始密鑰串的運(yùn)算過程進(jìn)行運(yùn)算，取計(jì)算結(jié)果的前r項(xiàng)組成結(jié)果向量，即最終安全密鑰。
[0043]在具體應(yīng)用實(shí)例中，步驟SI中最優(yōu)保密增強(qiáng)運(yùn)算規(guī)模的計(jì)算方法包含以下兩個(gè)步驟:
[0044]SlOl:根據(jù)量子密鑰分發(fā)系統(tǒng)的探測(cè)器計(jì)數(shù)率Qw和量子比特誤碼率E卩等參數(shù)計(jì)算系統(tǒng)在工作過程中最終生成的安全密鑰串的長(zhǎng)度的最大限值rmax;
[0045]S102:根據(jù)量子密鑰分發(fā)系統(tǒng)中糾錯(cuò)后弱安全性密鑰長(zhǎng)度η和系統(tǒng)安全參數(shù)s以及rmax計(jì)算最優(yōu)保密增強(qiáng)運(yùn)算規(guī)模m。
[0046]在具體應(yīng)用實(shí)例中，步驟S2中數(shù)據(jù)規(guī)格化階段包含以下兩個(gè)步驟:
[0047]S201:根據(jù)量子密鑰分發(fā)系統(tǒng)的實(shí)時(shí)運(yùn)行參數(shù)，探測(cè)器計(jì)數(shù)率Qw，量子比特誤碼率Εμ，糾錯(cuò)后弱安全性密鑰長(zhǎng)度η和量子密鑰分發(fā)系統(tǒng)安全參數(shù)s等計(jì)算最終安全密鑰長(zhǎng)度r ;
[0048]S202:根據(jù)參數(shù)m、n、r對(duì)初始密鑰串和To印Iitz矩陣進(jìn)行規(guī)格化處理。
[0049]其中，本發(fā)明對(duì)初始密鑰串的規(guī)格化處理方法為:通過補(bǔ)零操作，將長(zhǎng)度為η的糾錯(cuò)后的弱安全性密鑰串W= [W。, W1,…，wn_J擴(kuò)展為m階的向量W*。本發(fā)明對(duì)Toeplitz矩陣的規(guī)格化處理方法為:在用于構(gòu)造保密增強(qiáng)方法中Toeplitz矩陣的第η個(gè)隨機(jī)元素之后補(bǔ)充(m-n-r+1)個(gè)零元，將Toeplitz矩陣擴(kuò)展為mXm階循環(huán)矩陣H*mXm，得到循環(huán)矩陣的第一行向量為 h = [a0, a1；…，an_1； O,…，O, an+r_2, an+r_3,…，an]1Xm。
[0050]在具體應(yīng)用實(shí)例中，步驟S3中數(shù)據(jù)運(yùn)算階段包含以下四個(gè)步驟:
[0051]S301:對(duì)規(guī)格化處理后的密鑰串W*和循環(huán)矩陣的第一行向量h進(jìn)行FFT運(yùn)算，記做 F(W*)和 F(h)；
[0052]S302:計(jì)算F(W*)和F (h)的卷積，運(yùn)算結(jié)果記做diagF (h).F (W*)；
[0053]S303:對(duì)卷積結(jié)果進(jìn)行逆FFT運(yùn)算，運(yùn)算結(jié)果記做F—1 (diagF (h).F (W*))；
[0054]S304:取運(yùn)算結(jié)果的前r項(xiàng)組成向量Y，Y即為最終安全密鑰串。
[0055]作為較佳的實(shí)施例，本實(shí)施例中進(jìn)一步包括步驟S4:判斷量子密鑰分發(fā)系統(tǒng)是否繼續(xù)工作，若是，則重復(fù)步驟S2、S3 ;否則，終止。
[0056]由上可知，本發(fā)明為支持大規(guī)模動(dòng)態(tài)變化的量子密鑰分發(fā)保密增強(qiáng)方法，其通過對(duì)規(guī)模動(dòng)態(tài)變化的初始密鑰串和Toeplitz矩陣進(jìn)行規(guī)格化處理，將大規(guī)模FFT模塊的初始化過程減少至I次，從而可以有效提高保密增強(qiáng)方法的處理性能。本發(fā)明根據(jù)量子密鑰分發(fā)系統(tǒng)實(shí)際運(yùn)行參數(shù)計(jì)算出保密增強(qiáng)操作的最優(yōu)運(yùn)算規(guī)模m，該方法不僅滿足量子密鑰分發(fā)系統(tǒng)工作過程中的規(guī)模動(dòng)態(tài)變化需求，又可以盡可能的降低對(duì)初始密鑰串和Toeplitz矩陣規(guī)格化處理的時(shí)間，從而進(jìn)一步的提高保密增強(qiáng)方法的處理性能。
[0057]以上僅是本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，本發(fā)明的保護(hù)范圍并不僅局限于上述實(shí)施例，凡屬于本發(fā)明思路下的技術(shù)方案均屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。應(yīng)當(dāng)指出，對(duì)于本【技術(shù)領(lǐng)域】的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明原理前提下的若干改進(jìn)和潤飾，應(yīng)視為本發(fā)明的保護(hù)范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種支持大規(guī)模動(dòng)態(tài)變化的量子密鑰分發(fā)保密增強(qiáng)方法，其特征在于，步驟為: 51:初始化；保密增強(qiáng)方法啟動(dòng)時(shí)，根據(jù)量子密鑰分發(fā)系統(tǒng)實(shí)際運(yùn)行參數(shù)，計(jì)算FFT模塊的最優(yōu)運(yùn)算規(guī)模m ;初始化規(guī)模為m的FFT運(yùn)算和逆FFT運(yùn)算模塊； 52:數(shù)據(jù)規(guī)格化；根據(jù)量子密鑰分發(fā)系統(tǒng)的探測(cè)器計(jì)數(shù)率，量子比特誤碼率Εμ，糾錯(cuò)后弱安全性密鑰長(zhǎng)度η和量子密鑰分發(fā)系統(tǒng)安全參數(shù)s計(jì)算最終安全密鑰長(zhǎng)度r，根據(jù)參數(shù)m、n、r對(duì)初始密鑰串和Toeplitz矩陣進(jìn)行規(guī)格化處理； 53:數(shù)據(jù)運(yùn)算；采用FFT技術(shù)對(duì)Toeplitz矩陣與初始密鑰串的運(yùn)算過程進(jìn)行運(yùn)算，取計(jì)算結(jié)果的前r項(xiàng)組成結(jié)果向量，即最終安全密鑰。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的支持大規(guī)模動(dòng)態(tài)變化的量子密鑰分發(fā)保密增強(qiáng)方法，其特征在于，所述步驟S1中最優(yōu)運(yùn)算規(guī)模計(jì)算的具體步驟為: 5101:根據(jù)量子密鑰分發(fā)系統(tǒng)的探測(cè)器計(jì)數(shù)率和量子比特誤碼率Ε μ參數(shù)計(jì)算系統(tǒng)在工作過程中最終生成的安全密鑰串的長(zhǎng)度的最大限值rmax; 5102:根據(jù)量子密鑰分發(fā)系統(tǒng)中糾錯(cuò)后弱安全性密鑰長(zhǎng)度η和系統(tǒng)安全參數(shù)s以及rmax計(jì)算最優(yōu)保密增強(qiáng)運(yùn)算規(guī)模m。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的支持大規(guī)模動(dòng)態(tài)變化的量子密鑰分發(fā)保密增強(qiáng)方法，其特征在于，所述步驟S2中數(shù)據(jù)規(guī)格化階段的具體步驟為: 5201:根據(jù)量子密鑰分發(fā)系統(tǒng)的實(shí)時(shí)運(yùn)行參數(shù)，探測(cè)器計(jì)數(shù)率，量子比特誤碼率Εμ，糾錯(cuò)后弱安全性密鑰長(zhǎng)度η和量子密鑰分發(fā)系統(tǒng)安全參數(shù)s計(jì)算最終安全密鑰長(zhǎng)度r ; 5202:根據(jù)參數(shù)m、n、r對(duì)初始密鑰串和Toeplitz矩陣進(jìn)行規(guī)格化處理。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的支持大規(guī)模動(dòng)態(tài)變化的量子密鑰分發(fā)保密增強(qiáng)方法，其特征在于，所述初始密鑰串的規(guī)格化處理方法為:通過補(bǔ)零操作，將長(zhǎng)度為η的糾錯(cuò)后的弱安全性密鑰串W= [w0, wv — ,wn-J擴(kuò)展為m階的向量W*。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的支持大規(guī)模動(dòng)態(tài)變化的量子密鑰分發(fā)保密增強(qiáng)方法，其特征在于，所述To印litz矩陣的規(guī)格化處理方法為:在用于構(gòu)造保密增強(qiáng)方法中To印litz矩陣的第η個(gè)隨機(jī)元素之后補(bǔ)充(m-n-r+1)個(gè)零元，將Toeplitz矩陣擴(kuò)展為mXm階循環(huán)矩陣H*mXm，得到循環(huán)矩陣的第一行向量為 h = [a0, a1；..., an_1； 0，---,0, an+r_2, an+r_3,...，an]1Xm。
6.根據(jù)權(quán)利要求1?5所述的支持大規(guī)模動(dòng)態(tài)變化的量子密鑰分發(fā)保密增強(qiáng)方法，其特征在于，所述步驟S3的具體步驟: S301:對(duì)規(guī)格化處理后的密鑰串W*和循環(huán)矩陣的第一行向量h進(jìn)行FFT運(yùn)算，記做F (W*)和 F (h)； S302:計(jì)算F(W*)和F(h)的卷積，運(yùn)算結(jié)果記做diagF(h).F(W*)； 5303:對(duì)卷積結(jié)果進(jìn)行逆FFT運(yùn)算，運(yùn)算結(jié)果記做F—1 (diagF (h).F (W*))； 5304:取運(yùn)算結(jié)果的前r項(xiàng)組成向量Y，Y即為最終安全密鑰串。
7.根據(jù)權(quán)利要求1?5所述的支持大規(guī)模動(dòng)態(tài)變化的量子密鑰分發(fā)保密增強(qiáng)方法，其特征在于，還包括步驟S4:判斷量子密鑰分發(fā)系統(tǒng)是否繼續(xù)工作，若是，則重復(fù)步驟S2、S3 ;否則，終止。
【文檔編號(hào)】H04L9/08GK104506313SQ201510026051
【公開日】2015年4月8日 申請(qǐng)日期:2015年1月19日 優(yōu)先權(quán)日:2015年1月19日
【發(fā)明者】吳純青, 劉波, 趙寶康, 虞萬榮, 王寶生, 陶靜, 陳一驕, 毛席龍, 崔向東, 馮振乾, 胡曉峰, 趙鋒, 文玲, 劉博 , 張振寧 申請(qǐng)人:中國人民解放軍國防科學(xué)技術(shù)大學(xué)