一种用于连续变量量子密钥分发的协商方法

技术特征：

1.一种用于连续变量量子密钥分发的协商方法，其特征在于，所述协商方法包括：

s1、alice和bob选定slice协商算法的量化层数m，将实数区间进行最优划分，获取最优量化区间；

s2、alice和bob利用随机的正交矩阵将各自连续变量的原始数据进行旋转；

s3、bob根据最优量化区间，将其旋转后的数据量化编码为m个比特序列q1,q2,…,qm，分别作为bob的第1,2,…,m层量化数据，然后采用纠错码分别计算出ql,…,qm的校验信息sl,…,sm，并通过经典信道将q1,…,ql-1和sl,…,sm发送给alice，1≤l<m；

s4、alice计算qm的译码初始信息并采用纠错码相应的译码算法，将译码初始信息及sm作为输入对bob的第m层量化数据qm进行译码；

s5、alice采用与bob纠错码相应的译码算法，对ql,…,qm-1从低层至高层依次进行译码，利用联合概率分布对于第k层量化数据qk的译码：alice利用从经典信道获得的q1,…,ql-1、低于k层的译码及qm的译码以及alice在s2中旋转后的数据，计算第k层的译码初始信息将及sk作为译码算法的输入对bob的第k层量化数据qk进行译码；

s6、alice根据对bob的m层量化数据的译码结果，获得与bob一致的密钥。

2.根据权利要求1所述的用于连续变量量子密钥分发的协商方法，其特征在于，所述s2包括：

s21、alice和bob将各自的原始数据中每d个数据作为一组划分成若干个d维向量；

s22、bob随机产生长度d的比特串b＝{bi}^d并从d-1维单位球面上随机选择一个与相邻的点然后计算出满足的正交矩阵m发送给alice，并利用正交矩阵m将原始数据y旋转为y′＝my，其中t＝{ti}^d，yi表示alice的原始数据y中一个数据yi；

s23、alice利用接收到的正交矩阵m对原始数据x进行相同的变换，获得数据x′＝mx。

3.根据权利要求1所述的用于连续变量量子密钥分发的协商方法，其特征在于，s4中，qm的初始信息为：

snr为量子信道信噪比，x表示alice的原始数据，x′i表示x′中的一个数据，x′表示原始数据x旋转后的数据。

4.根据权利要求1所述的用于连续变量量子密钥分发的协商方法，其特征在于，所述s5中，bob的第l至第m-1层量化数据的译码初始信息为：

τ⁰表示满足qm(y)＝0的量化区间的集合；

τ¹表示满足qm(y)＝1的量化区间的集合；

y表示实数轴上的积分变量，q1,…,k-1,m(y)表示y的第1,…,k-1,m层量化数据，δ表示alice的信号调制方差，σ表示信道噪声方差，[τa-1,τa]为集合τ⁰中的一个量化区间，[τb-1,τb]为集合τ¹中的一个量化区间。

技术总结
一种用于连续变量量子密钥分发的协商方法，提高slice协商算法效率，属于量子密钥分发技术领域。本发明包括：Alice和Bob将实数区间进行最优划分，利用随机的正交矩阵将各自连续变量的原始数据进行旋转；Bob根据最优量化区间，将其旋转后的数据量化编码，采用纠错码分别计算出量化编码Q1,Q2,…,Qm的校验信息Ql,…,Qm，量化层数m，将Q1,…,Ql‑1和Sl,…,Sm发送给Alice；Alice计算Qm的译码初始信息，结合Sm对Bob的Qm进行译码；Alice，对Ql,…,Qm‑1从低层至高层依次进行译码，利用联合概率分布对于第k层量化数据Qk的译码，获得译码初始信息Alice根据对Bob的m层量化数据的译码结果，获得与Bob一致的密钥。

技术研发人员：李琼;温轩;刘兆庆;毛昊坤;韩琦
受保护的技术使用者：哈尔滨工业大学
技术研发日：2021.01.11
技术公布日：2021.06.01