一种协商方法以及设备与流程

文档序号:14522540阅读:265来源:国知局
一种协商方法以及设备与流程

本申请涉及通信领域,尤其涉及一种协商方法以及设备。



背景技术:

随着通信技术的发展,对通信安全性的要求越来越受到人们的重视,与明文等长的一次一密的私钥加密方式被证明在理论上是绝对安全的,而量子态的叠加性、不可克隆性以及量子力学的测不准原理保证了私钥分发过程的绝对安全性,这两者相结合即是起源于20世纪80年代的量子密钥分发(quantumkeydistribution,qkd)技术。

在qkd中,由于信道不完善性以及窃听者的影响,通过量子信道通信后双方获得的密钥元素串之间存在误差,并且有部分信息为窃听者所窃取,因此并不能直接作为密钥来使用,需要引入后处理算法来获得最终完全一致且绝对安全的密钥串。后处理算法主要包括两个步骤:密钥协商和保密增强。密钥协商的作用是公开尽可能少的信息,使通信双方获得一致的比特串。保密增强的作用是通过对协商后得到的比特串进行压缩,去除窃听者对比特串了解的全部信息量。

多维协商算法的核心思想是,将非均匀的高斯分布的变量空间,通过映射,转化为均匀分布的变量空间。并且在这个均匀分布的空间中,选择先验概率均匀分布的码字子空间,使得随机变量和码字分布都是均匀分布。当共享密钥双方传输关于码字的信息时,窃听者无法得到额外的相关信息。

现有技术中,通信双方通过量子信道传输了高斯分布随机数之后,双方首先把连续变量数据处理成8维向量,即每8个数组成一组作为一个向量,并将它们归一化处理。对于反向协商的方式,接收端随机产生8位二进制比特串(b1,b2,…,b8),并按照对应关系对应到8维的单位球面上28=256个向量中的一个,计算数据组成的向量与这个随机比特串对应的向量之间的旋转操作,并发送回发送端。发送端根据旋转操作将其向量旋转得到新的向量,将这个向量与8维单位球面上256个可能的向量进行比较,并按照对应的关系恢复成二进制比特串,实现发送端与接收端共享一对密钥串。

但是在现有技术中,通信双方采用每8个数据一组,而每组只协商出8比特密钥,即每个数据只能提取1bit信息,其在信噪比较好的情况下,对传输信道的利用不充分,无法突破更高的协商效率。而在信噪比较差的条件下,协商效率不足,无法有效提取安全密钥。



技术实现要素:

本申请实施例提供了一种协商方法以及设备,通过取每n个数据一组为一个向量,协商出m比特信息,解决了在信噪比较好的情况下对传输信道的利用不充分,以及在信噪比较差的情况下协商效率不足的问题。

有鉴于此,本申请第一方面提供了一种协商方法,包括:

第一设备生成第一数据,并将第一数据发送至第二设备;

第一设备根据第一数据生成第一向量,该第一向量为n维单位向量,n为正整数;

第一设备根据第一向量与旋转矩阵的乘积生成第二向量,该旋转矩阵由第二设备根据第二数据以及目标约定向量生成,该第二数据由第二设备根据第一数据生成,该目标约定向量由第二设备根据m位二进制比特串计算得到,该m位二进制比特串由第二设备随机生成,m为正整数;

第一设备确定第二向量对应的目标约定向量;

第一设备恢复目标约定向量对应的m位二进制比特串。

本实施例中,通过取每n个数据一组为一个向量,协商出m比特信息,其是1比特协商的m/n倍,解决了在信噪比较好的情况下对传输信道的利用不充分,以及在信噪比较差的情况下协商效率不足的问题。

可选的,第一设备根据第一数据生成第一向量包括:

第一设备将第一数据分成n个数据一组的n维向量,该第一数据为随机数;

第一设备对n维向量进行归一化处理得到第一向量。

本实施例中,第一设备可以先将由n个数据组成的n维向量进行归一化处理,得到n维单位向量,该第一设备将该n维单位向量作为第一向量进行后续步骤,可以减少后续步骤中的计算量,提高第一设备的处理效率。

可选的,该协商方法还可以包括:

第一设备根据预置转换方法确定m位二进制比特串集合对应的2m个约定向量,其中,m位二进制比特串为m位二进制比特串集合中的一个,目标约定向量为2m个约定向量中的一个。

本实施例中,对于由m位的二进制数组成的m位二进制比特串,其存在2m种可能,在这2m种可能的二进制比特串组成的m位二进制比特串集合中,其数据量可能非常庞大,第一设备可以依据预置转换方法预先计算其对应的2m个约定向量,减少本实施例中步骤的计算量,提高第一设备的处理效率。

可选的,该预置转换方法可以包括:

第一设备将第一m位二进制比特串分为n/2组,每组中包含k位的二进制比特串,k为正整数,该第一m位二进制比特串为m位二进制比特串集合中的一个;

该第一设备将圆周角度均匀划分为2π/2k的角度;

该第一设备分别计算n/2组中二进制比特串对应的十进制数值;

该第一设备分别将十进制数值乘与2π/2k计算对应的角度;

该第一设备将计算的角度分别取正弦值和余弦值,得到第一约定向量,第一约定向量为2m个约定向量中的一个。

本实施例中,第一设备可以预先计算m位二进制比特串集合对应的2m个约定向量,其中,第一设备计算m位二进制比特串集合中某一m位二进制比特串,此处以第一m位二进制比特串为例,其计算方法可以如上,通过该方法,第一设备可以将该m位二进制比特串集合中的m位二进制比特串分别对应为n维单位球面上的向量,即约定了m位二进制比特串对应的约定向量。基于此,第二设备可以将随机生成m位二进制比特串转换为目标约定向量,第一设备也可以将该目标约定向量恢复为该第二设备随机生成的m位二进制比特串,完成协商过程。

可选的,第一设备确定第二向量对应的目标约定向量包括:

第一设备分别计算第二向量与2m个约定向量的差值的绝对值;

第一设备确定2m个约定向量中所计算得到的绝对值最小的向量作为目标约定向量。

本实施例中,第一设备通过计算第二向量与2m个约定向量的差值的绝对值,找出其中值最小的约定向量作为目标约定向量,可以有效避免因第一设备与第二设备间数据传输时噪声干扰导致的第二向量与实际不准确的问题。

可选的,第一设备确定第二向量对应的目标约定向量包括:

第一设备分别计算第二向量与2m个约定向量的乘积;

第一设备确定2m个约定向量中所计算得到的乘积最大的向量作为目标约定向量。

本实施例中,第一设备通过计算第二向量与2m个约定向量的乘积,找出其中值最大的约定向量作为目标约定向量,也可以有效避免因第一设备与第二设备间数据传输时噪声干扰导致的第二向量与实际不准确的问题。

可选的,第一设备恢复目标约定向量对应的m位二进制比特串包括:

第一设备根据预置转换方法恢复目标约定向量对应的m位二进制比特串。

本实施例中,第一设备可以逆向执行该预置转换方法中的步骤,从而可以恢复出该目标约定向量对应的m位二进制比特串,其中,由于第一设备预先计算出m位二进制比特串集合对应的2m个约定向量,故此处第一设备可以直接对比得出,减少计算步骤。

本申请第二方面提供了一种协商设备,包括:

第一生成模块,用于生成第一数据;

发送模块,用于将第一数据发送至第二设备;

第二生成模块,用于根据第一数据生成第一向量,该第一向量为n维单位向量,n为正整数;

第三生成模块,用于根据第一向量与旋转矩阵的乘积生成第二向量,该旋转矩阵由第二设备根据第二数据以及目标约定向量生成,该第二数据由第二设备根据第一数据生成,该目标约定向量由第二设备根据m位二进制比特串计算得到,m位二进制比特串由第二设备随机生成,m为正整数;

第一确定模块,用于确定第二向量对应的目标约定向量;

恢复模块,用于恢复目标约定向量对应的m位二进制比特串。

可选的,该第二生成模块具体用于将第一数据分成n个数据一组的n维向量,该第一数据为随机数;

对n维向量进行归一化处理得到第一向量。

可选的,该设备还包括:

第二确定模块,用于根据预置转换方法确定m位二进制比特串集合对应的2m个约定向量,m位二进制比特串为该m位二进制比特串集合中的一个,目标约定向量为该2m个约定向量中的一个。

可选的,该第二确定模块具体用于将第一m位二进制比特串分为n/2组,每组中包含k位的二进制比特串,k为正整数,该第一m位二进制比特串为m位二进制比特串集合中的一个;

将圆周角度均匀划分为2π/2k的角度;

分别计算该n/2组中二进制比特串对应的十进制数值;

分别将该十进制数值乘与2π/2k计算对应的角度;

将计算的角度分别取正弦值和余弦值,得到第一约定向量,该第一约定向量为2m个约定向量中的一个。

可选的,该第一确定模块具体用于分别计算第二向量与2m个约定向量的差值的绝对值;

确定该2m个约定向量中所计算得到的绝对值最小的向量作为目标约定向量。

可选的,该第一确定模块具体用于分别计算第二向量与2m个约定向量的乘积;

确定该2m个约定向量中所计算得到的乘积最大的向量作为目标约定向量。

可选的,该恢复模块具体用于根据预置转换方法恢复目标约定向量对应的m位二进制比特串。

本申请第三方面提供了一种协商方法,包括:

第二设备接收第二数据,该第二数据由第一数据以及噪声数据组成,该第一数据为第一设备生成的随机数;

第二设备根据第二数据生成第三向量,该第三向量为n维单位向量,n为正整数;

第二设备根据第三向量以及目标约定向量生成旋转矩阵,该目标约定向量由该第二设备根据m位二进制比特串计算得到,该m位二进制比特串由该二设备随机生成;

第二设备将旋转矩阵发送至第一设备。

本实施例中,第二设备可以取锁接收到的第一设备发送的数据中的每n个数据一组为一个向量,并生成第三向量,该第二设备随机生成m位二进制比特串并计算为对应的目标约定向量,该第二设备可以将该第三向量与目标约定向量生成旋转矩阵发送至第一设备,由该第一设备依据该旋转矩阵协商出该第二设备随机生成的m位二进制比特串,其是1比特协商的m/n倍,解决了在信噪比较好的情况下对传输信道的利用不充分,以及在信噪比较差的情况下协商效率不足的问题。

可选的,该第二设备根据第二数据生成第三向量包括:

第二设备将第二数据分成n个数据一组的向量;

第二设备将该由n个数据组成的n维向量进行归一化处理得到第三向量。

本实施例中,第二设备可以先将由n个数据组成的n维向量进行归一化处理,得到n维单位向量,该第二设备将该n维单位向量作为第三向量进行后续步骤,可以减少后续步骤中的计算量,提高第二设备的处理效率。

可选的,该方法还包括:

第二设备根据预置转换方法计算得到m位二进制比特串对应的目标约定向量。

本实施例中,该第二设备可以将该m位二进制比特串转换为目标约定向量,其中,该目标约定向量为n位的n维的向量,通过将m位转换为n位,便于后续流程中第二设备以及第一设备的计算。

可选的,该预置转换方法包括:

第二设备将m位二进制比特串分为n/2组,每组中包含k位的二进制比特串,k为正整数;

第二设备将圆周角度均匀划分为2π/2k的角度;

第二设备分别计算该n/2组的二进制比特串对应的十进制数值;

第二设备分别将该十进制数值乘与2π/2k计算对应的角度;

第二设备将该计算的角度分别取正弦值和余弦值,得到目标约定向量。

本实施例中,第二设备可以将m位二进制比特串分别对应到n维单位球面上的目标约定向量,便于第一设备将目标约定向量恢复为该第二设备随机生成的m位二进制比特串,实现协商过程。

本申请第四方面提供了一种协商设备,包括:

接收模块,用于接收第二数据,该第二数据由第一数据以及噪声数据组成,该第一数据为第一设备生成的随机数;

第一生成模块,用于根据第二数据生成第三向量,该第三向量为n维单位向量,n为正整数;

第二生成模块,用于根据第三向量以及目标约定向量生成旋转矩阵,该目标约定向量由该设备根据m位二进制比特串计算得到,该m位二进制比特串由该设备随机生成;

发送模块,用于将旋转矩阵发送至第一设备。

可选的,该第一生成模块具体用于将第二数据分成n个数据一组的向量;

将该由n个数据组成的n维向量进行归一化处理得到第三向量。

可选的,该设备还包括:

计算模块,用于根据预置转换方法计算得到m位二进制比特串对应的目标约定向量。

可选的,该计算模块具体用于将m位二进制比特串分为n/2组,每组中包含k位的二进制比特串,k为正整数;

将圆周角度均匀划分为2π/2k的角度;

分别计算该n/2组的二进制比特串对应的十进制数值;

分别将该十进制数值乘与2π/2k计算对应的角度;

将该计算的角度分别取正弦值和余弦值,得到目标约定向量。

从以上技术方案可以看出,本申请实施例具有以下优点:

本申请实施例中,第一设备生成第一数据并将该第一数据发送至第二设备;第一设备根据该第一数据生成第一向量,该第一向量为n维单位向量,n为正整数;第一设备根据该第一向量与旋转矩阵的乘积生成第二向量,该旋转矩阵由第二设备根据第二数据以及目标约定向量生成,该第二数据由第二设备根据第一数据生成,该目标约定向量由第二设备根据m位二进制比特串计算得到,该m位二进制比特串由第二设备随机生成,m为正整数;第一设备确定第二向量对应的该目标约定向量;第一设备恢复该目标约定向量对应的该m位二进制比特串。由此可知,通过取每n个数据一组为一个向量,协商出m比特信息,其是1比特协商的m/n倍,解决了在信噪比较好的情况下对传输信道的利用不充分,以及在信噪比较差的情况下协商效率不足的问题。

附图说明

图1为本申请实施例中单向qkd系统的结构框架图;

图2为本申请实施例中协商方法一个实施例示意图;

图3为本申请实施例中计算目标约定向量一个实施例示意图;

图4为本申请实施例中恢复m位二进制比特串一个实施例示意图;

图5为本申请实施例中协商设备发送端一个实施例示意图;

图6为本申请实施例中协商设备发送端另一实施例示意图;

图7为本申请实施例中协商设备接收端一个实施例示意图;

图8为本申请实施例中协商设备接收端另一实施例示意图。

具体实施方式

本申请实施例提供了一种协商方法以及设备,通过取每n个数据一组为一个向量,协商出m比特信息,解决了在信噪比较好的情况下对传输信道的利用不充分,以及在信噪比较差的情况下协商效率不足的问题。

本申请的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”、“第三”、“第四”等(如果存在)是用于区别类似的对象,而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换,以便这里描述的实施例能够以除了在这里图示或描述的内容以外的顺序实施。此外,术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形,意图在于覆盖不排他的包含,例如,包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元,而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

应理解,本申请方案应用于qkd系统,该qkd系统用于产生量子密钥,该量子密钥用于对经典信息进行加密,增强经典信息传递过程的安全性。如图1所示,在一个单向qkd系统的结构框架图中,它的发送端逻辑功能上通常包含一个量子信号发送机,一个同步时钟发送机,一个协商信息收发机以及主控单元;接收端逻辑功能上通常包括一个量子信号接收机,一个同步时钟接收机,一个协商信息收发机以及主控单元。

其中,在发送端中量子信号发送机将量子信号由量子信道发送给接收端中的量子信号接收机,之后,发送端和接收端中的协商信息收发机可以通过经典信道互相传递协商信息,以便从量子信道传输的量子信号的信息中共享相同的随机比特串作为加密信息的密钥。其中,发送端和接收端中的同步时钟发送机以及同步时钟接收机用于同步时钟,发送端和接收端中的主控单元分别用于控制发送端和接收端中的数据调度。

需要说明的是,本申请方案尤其适用于连续变量量子密钥分发(continuous-variablequantumkeydistribution,cv-qkd)系统,在该系统中,cv-qkd将随机调制的信息加载到相干光场的一对正则分量上,他们不能被同时精确测量。接收端随机的选择一个分量进行测量,并与发送端协商所测量的量,恢复出调制的信息。

为便于理解,下面对本申请实施例中协商方法的具体流程进行描述,需要说明的是,本申请实施例中第一设备可以是发送端也可以是接收端,第二设备可以是接收端也可以是发送端,本实施例中,以第一设备为发送端,第二设备为接收端为例进行举例说明。

请参阅图2,本申请实施例中协商方法一个实施例包括:

201、发送端生成并发送第一数据至接收端,其中,接收端接收到第二数据,该第二数据由第一数据以及噪声数据组成;

本实施例中,发送端可以生成第一数据,该第一数据可以是高斯分布随机数,设为x。需要说明的是,该第一数据也还可以是除高斯分布随机数以外的其他随机数,具体此处不做限定。

该发送端可以在量子信道中将该生成的高斯分布随机数x发送至接收端,可以理解的是,接收端可以在接收到发送端发送的高斯分布随机数x的同时接收到干扰噪声,即接收端所接收到的第二数据中可以包含该高斯分布随机数x以及该干扰噪声的噪声数据。

本实施例中,假设接收端所接收的第二数据为y,则y=x+noise,该noise即噪声数据。

202、发送端对第一数据进行处理生成第一向量;

本实施例中,发送端可以将第一数据中每n个数据一组,组成一个向量,该向量即n维向量,可以理解的是,n可以为包括8在内的正整数。

若发送端所生成的第一数据为高斯分布随机数,发送端可以取高斯分布随机数x中每n个随机数为一组,组成一个n维向量,例如:a=(x1,x2,…,xn);

该发送端可以分别计算每一个n维向量的长度,例如:

依据该计算所得的长度|a|,该发送端可以将n维向量a进行归一化处理得到n维单位向量a=(x1,x2,…,xn)/|a|;

可以理解的是,该n维单位向量a即第一向量。

203、发送端将第一向量与旋转矩阵的乘积作为第二向量,其中,接收端随机生成m位二进制比特串,接收端依据该m位二进制比特串对应的目标约定向量以及由第二数据生成的第三向量生成旋转矩阵,接收端将该旋转矩阵反馈至发送端;

本实施例中,发送端可以将第一向量与旋转矩阵的乘积作为第二向量,设该第二向量为v,则v=m·a,其中m为接收端反馈至发送端的旋转矩阵m,可以理解的是,该接收端可以通过经典信道将旋转矩阵m反馈至发送端,即接收端向发送端传递协商信息。并且,该接收端也可以通过量子信道将该旋转矩阵m反馈至发送端,具体此处不做限定。

需要说明的是,接收端可以在接收到第二数据时,处理该第二数据生成第三向量。该接收端还可以随机生成m位二进制比特串,并计算其对应的目标约定向量。例如:接收端可以随机生成m位二进制比特串(b1,b2,…,bm),依据预置转换方法,接收端可以计算得到该m位二进制比特串所对应的目标约定向量u=(u1,u2,…,un)。可以理解的是,该预置转换方法可以预先存储于发送端与接收端内,其也可以由发送端预先发送至接收端,具体此处不做限定。

该接收端可以通过公式u=m·b计算得出旋转矩阵m,其中u即目标约定向量,b即第三向量。

其中,接收端计算第三向量b可以是:接收端取y中每n个随机数为一组,组成一个n维向量,例如:b=(y1,y2,…,yn);

该接收端可以分别计算每一个n维向量的长度,例如:

依据该计算所得的长度|b|,该接收端可以将n维向量b进行归一化处理得到n维单位向量b=(y1,y2,…,yn)/|b|;

可以理解的是,该n维单位向量b即第三向量。

204、发送端确定第二向量对应的目标约定向量;

本实施例中,对于m位二进制比特串集合,其可以存在对应的2m个约定向量,可以理解的是,接收端所随机生成的m位二进制比特串可以为该m位二进制比特串集合中的一个,即接收端所计算得到的m位二进制比特串对应的目标约定向量u可以为该2m个约定向量中的一个。

本实施例中,发送端可以预先依据预置转换方法确定该m位二进制比特串集合对应的2m个约定向量,该发送端可以将该第二向量v与该2m个约定向量进行比较,从而可以确定该第二向量v对应的约定向量u'。需要说明的是,该约定向量u'=u+m·∈,即该约定向量u'可以是目标约定向量u加上噪声m·∈的结果,其中,该噪声可以是发送端接收接收端反馈的旋转矩阵m时一并接收到的噪声。

需要说明的是,在信道信噪比较好的情况下,该发送端可以接收到该接收端反馈的旋转矩阵m,并且不受噪声干扰,即约定向量u'=u;可以理解的是,在信道信噪比较差的情况下,发送端接收到噪声,即约定向量u'=u+m·∈,该发送端可以对约定向量u'进行误码纠错,其中,该误码纠错流程为本申请的下一流程,本申请实施例中不做限定。

本实施例中,发送端比较第二向量v与2m个约定向量的方法可以是:发送端可以分别计算第二向量v与2m个约定向量的差值的绝对值,如其中v=(v1,v2,…,vn),u'=(u1',u2',…,un')。该发送端可以将该2m个约定向量中所计算得到的绝对值最小的约定向量u'作为目标约定向量u;

或者,发送端分别计算第二向量v与2m个约定向量的乘积,如v·u'=v1×u1'+v2×u2'+...+vn×un'。该发送端可以将该2m个约定向量中所计算得到的乘积最大的约定向量u'作为目标约定向量u。

可以理解的是,该发送端也可以通过上述两种方法以外的其他方法确定目标约定向量u,具体此处不做限定。

205、发送端恢复目标约定向量对应的m位二进制比特串。

本实施例中,发送端可以将目标约定向量u恢复为对应的m位二进制比特串,如(b1',b2',…,bm')。可以理解的是,发送端所恢复的m位二进制比特串即接收端随机生成的m位二进制比特串(b1,b2,…,bm)。

需要说明的是,发送端可以通过逆向执行该预置转换方法恢复该目标约定向量u所对应的m位二进制比特串。

本申请实施例中,第一设备生成第一数据并将该第一数据发送至第二设备;第一设备根据该第一数据生成第一向量,该第一向量为n维单位向量,n为正整数;第一设备根据该第一向量与旋转矩阵的乘积生成第二向量,该旋转矩阵由第二设备根据第二数据以及目标约定向量生成,该第二数据由第二设备根据第一数据生成,该目标约定向量由第二设备根据m位二进制比特串计算得到,该m位二进制比特串由第二设备随机生成,m为正整数;第一设备确定第二向量对应的该目标约定向量;第一设备恢复该目标约定向量对应的该m位二进制比特串。由此可知,通过取每n个数据一组为一个向量,协商出m比特信息,其是1比特协商的m/n倍,解决了在信噪比较好的情况下对传输信道的利用不充分,以及在信噪比较差的情况下协商效率不足的问题。

基于上述图2所示协商方法的实施例,下面对本申请实施例中预置转换方法进行描述,其中,以接收端依据预置转换方法计算m位二进制比特串所对应的目标约定向量的计算过程进行详细描述,需要说明的是,发送端计算m位二进制比特串集合所对应的2m个约定向量的计算过程与之相同,本申请实施例中不做赘述。

请参阅图3,本申请实施例中计算目标约定向量的一个实施例包括:

301、将m位二进制比特串分为n/2组,每组k位;

本实施例中,接收端随机生成m位二进制比特串,该接收端可以将该m位二进制比特串分为n/2组,其中每组中可以包含k位的二进制比特串,可以理解的是,该n即上述图2所示实施例中接收端所取的每n个数据一组的n,该k为正整数。

例如:以接收端取每8个数据为一组组成向量为例,即n=8,则该接收端可以将m位二进制比特串分为n/2=4组,每组k位,如(b1…bk,bk+1…b2k,b2k+1…b3k,b3k+1…b4k)。

需要说明的是,若n为奇数,则该接收端可以将该m位二进制比特串分为(n+1)/2组,其中每组中可以包含k位的二进制比特串,k为正整数。

302、分别计算每组k位的二进制比特串所对应的角度;

本实施例中,接收端可以计算每组k位二进制比特串对应的角度,该角度可以为圆周上均匀划分的角度,例如:b1...bk→θ1,bk+1...b2k→θ2,b2k+1...b3k→θ3,b3k+1...b4k→θ4。

其中,该接收端可以预先将圆周均匀划分为2π/2k的角度,例如:m=8,n=8,则k=2,该均匀划分的角度为2π/22=90°。

接收端可以分别计算每组k位的二进制比特串所对应的十进制数值,例如:当n=8即m位二进制比特串为(b1,b2,b3,b4,b5,b6,b7,b8),若k=2,假设b1b2=00、b3b4=01、b5b6=10、b7b8=11,则b1b2、b3b4、b5b6、b7b8所对应的十进制数值分别为0、1、2、3。

接收端可以将所计算得到的十进制数值分别乘与该均匀划分的角度,计算得到该θ1、θ2、θ3、θ4。例如:若k=2,则θ1=0°、θ2=90°、θ3=180°、θ4=270°。

303、计算目标约定向量。

本实施例中,接收端可以分别将所计算得到的角度分别取正弦值和余弦值,计算得到目标约定向量u=(u1,u2,…,un),其中,

其中,以n=8为例,即u=(u1,u2,u3,u4,u5,u6,u7,u8),则u1=cosθ1/2,u2=sinθ1/2,u3=cosθ2/2,u4=sinθ2/2,u5=cosθ3/2,u6=sinθ3/2,u7=cosθ4/2,u8=sinθ4/2。

需要说明的是,若n为奇数,上述接收端将该m位二进制比特串分为(n+1)/2组,则该接收端可以取所计算得到的(u1,u2,…,un,un+1)中(u1,u2,…,un)作为该目标约定向量u。

基于上述图2以及图3所示的协商方法的实施例,下面对本申请实施例中发送端通过逆向执行预置转换方法恢复目标约定向量u所对应的m位二进制比特串进行详细描述,请参阅图4,本申请实施例中恢复m位二进制比特串的一个实施例包括:

401、分别计算目标约定向量u中每个数据所对应的角度;

本实施例中,发送端可以计算该目标约定向量u中每个数据所对应的角度,其中u=(u1,u2,…,un),且由于m位二进制比特串分为n/2组,依据公式:

发送端可以计算得出该θ1、θ2、…、θn/2的值。

402、根据所计算的角度确定预先将圆周均匀划分的角度,并确定k值;

本实施例中,发送端可以取该θ1、θ2、…、θn/2的最大公因数作为该发送端预先将圆周所均匀划分的角度,即得到2π/2k。可以理解的是,该发送端可以确定该k的数值,即发送端可以确定该m位二进制比特串所分为的n/2组中每组中包含的k位二进制比特串。

例如,当n=8时,即目标约定向量u=(u1,u2,u3,u4,u5,u6,u7,u8),假设u1和u2所计算得到的θ1=0°,u3和u4所计算得到的θ2=90°,u5和u6所计算得到的θ3=180°,u7和u8所计算得到的θ4=270°。发送端可以计算得出其最大公因数为90,即2π/2k=90°,k=2。

需要说明的是,发送端也可以预先与接收端之间进行协商信息传递时,由接收端将该k值传递至发送端,即发送端可以不通过计算确定该k值。

403、确定n/2组二进制比特串所分别对应的十进制数值;

本实施例中,基于上述发送端所确定的圆周上预先均匀划分的角度2π/2k,发送端可以确定该m位二进制比特串所分为的n/2组中每组所对应的十进制数值。应理解的是,发送端确定该数值可以是在发送端确定θ1、θ2、…、θn/2的最大公因数时确定,即分别取θ1、θ2、…、θn/2与最大公因数的余值得到所对应的十进制数值。

例如:如步骤402中所述,n=8时,θ1=0°,θ2=90°,θ3=180°,θ4=270°,其对应的十进制数值分别为0、1、2、3。

404、将所计算的十进制数值换算为二进制得到m位二进制比特串。

本实施例中,发送端可以将所计算得到的十进制数值换算为二进制,从而计算得到该m位二进制比特串。

例如,如步骤402以及步骤403中所述,当n=8,k=2时,该m位二进制比特串分为n/2=4组,每组k=2位,即m位二进制比特串为(b1,b2,b3,b4,b5,b6,b7,b8),其中,b1b2对应的十进制数值为0、b3b4对应的十进制数值为1、b5b6对应的十进制数值为2、b7b8对应的十进制数值为3,发送端分别将十进制数值换算为二进制可得:b1b2=00、b3b4=01、b5b6=10、b7b8=11,即m位二进制比特串为(0,0,0,1,1,0,1,1)。

上面介绍了本申请实施例中协商方法的实施例,下面对本申请实施例中的协商设备进行介绍,其中,协商设备可以包括发送端以及接收端,本申请实施例中发送端可以是第一设备也可以是第二设备,接收端可以是第二设备也可以是第一设备,本实施例中,发送端以第一设备,接收端以第二设备为例进行举例说明。

其中,关于发送端,即第一设备,请参阅图5,本申请实施例中协商设备发送端一个实施例包括:

第一生成模块501,用于生成第一数据;

发送模块502,用于将第一数据发送至第二设备;

第二生成模块503,用于根据第一数据生成第一向量,该第一向量为n维单位向量,n为正整数;

第三生成模块504,用于根据第一向量与旋转矩阵的乘积生成第二向量,该旋转矩阵由第二设备根据第二数据以及目标约定向量生成,该第二数据由第二设备根据第一数据得到,该目标约定向量由第二设备根据m位二进制比特串计算得到,该m位二进制比特串由第二设备随机生成,m为正整数;

第一确定模块505,用于确定第二向量对应的目标约定向量;

恢复模块506,用于恢复目标约定向量对应的m位二进制比特串。

可选的,在本申请的一些实施例中,该第二生成模块503具体用于将第一数据分成n个数据一组的n维向量,该第一数据为随机数;

对n维向量进行归一化处理得到第一向量。

可选的,在本申请的一些实施例中,如图6所示,该设备还包括:

第二确定模块507,用于根据预置转换方法确定m位二进制比特串集合对应的2m个约定向量,m位二进制比特串为该m位二进制比特串集合中的一个,目标约定向量为2m个约定向量中的一个。

可选的,在本申请的一些实施例中,该第二确定模块具体用于将第一m位二进制比特串分为n/2组,每组中包含k位的二进制比特串,k为正整数,该第一m位二进制比特串为m位二进制比特串集合中的一个;

将圆周角度均匀划分为2π/2k的角度;

分别计算n/2组中二进制比特串对应的十进制数值;

分别将该十进制数值乘与2π/2k计算对应的角度;

将计算的角度分别取正弦值和余弦值,得到第一约定向量,该第一约定向量为2m个约定向量中的一个。

可选的,在本申请的一些实施例中,该第一确定模块505具体用于分别计算第二向量与2m个约定向量的差值的绝对值;

确定该2m个约定向量中所计算得到的绝对值最小的向量作为目标约定向量。

可选的,在本申请的一些实施例中,该第一确定模块505具体用于分别计算第二向量与2m个约定向量的乘积;

确定该2m个约定向量中所计算得到的乘积最大的向量作为目标约定向量。

可选的,在本申请的一些实施例中,该恢复模块506具体用于根据预置转换方法恢复目标约定向量对应的m位二进制比特串。

其次,关于接收端,即第二设备,请参阅图7,本申请实施例中协商设备接收端一个实施例包括:

接收模块701,用于接收第二数据,该第二数据由第一数据以及噪声数据组成,该第一数据为第一设备生成的随机数;

第一生成模块702,用于根据第二数据生成第三向量,该第三向量为n维单位向量,n为正整数;

第二生成模块703,用于根据第三向量以及目标约定向量生成旋转矩阵,该目标约定向量由该设备根据m位二进制比特串计算得到,m位二进制比特串由该设备随机生成;

发送模块704,用于将旋转矩阵发送至第一设备。

可选的,在本申请的一些实施例中,该第一生成模块702具体用于将第二数据分成n个数据一组的向量;

将由n个数据组成的n维向量进行归一化处理得到第三向量。

可选的,在本申请的一些实施例中,如图8所示,该设备还包括:

计算模块705,用于根据预置转换方法计算得到m位二进制比特串对应的目标约定向量。

可选的,在本申请的一些实施例中,该计算模块705具体用于将m位二进制比特串分为n/2组,每组中包含k位的二进制比特串,k为正整数;

将圆周角度均匀划分为2π/2k的角度;

分别计算n/2组的二进制比特串对应的十进制数值;

分别将该十进制数值乘与2π/2k计算对应的角度;

将计算的角度分别取正弦值和余弦值,得到目标约定向量。

所属领域的技术人员可以清楚地了解到,为描述的方便和简洁,上述描述的系统,装置和模块的具体工作过程,可以参考前述方法实施例中的对应过程,在此不再赘述。

在本申请所提供的几个实施例中,应该理解到,所揭露的系统,装置和方法,可以通过其它的方式实现。例如,以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的,例如,所述模块的划分,仅仅为一种逻辑功能划分,实际实现时可以有另外的划分方式,例如多个模块或组件可以结合或者可以集成到另一个系统,或一些特征可以忽略,或不执行。另一点,所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口,装置或模块的间接耦合或通信连接,可以是电性,机械或其它的形式。

所述作为分离部件说明的模块可以是或者也可以不是物理上分开的,作为模块显示的部件可以是或者也可以不是物理模块,即可以位于一个地方,或者也可以分布到多个网络模块上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。

另外,在本申请各个实施例中的各功能模块可以集成在一个处理模块中,也可以是各个模块单独物理存在,也可以两个或两个以上模块集成在一个模块中。上述集成的模块既可以采用硬件的形式实现,也可以采用软件功能模块的形式实现。

所述集成的模块如果以软件功能模块的形式实现并作为独立的产品销售或使用时,可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解,本申请的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的全部或部分可以以软件产品的形式体现出来,该计算机软件产品存储在一个存储介质中,包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机,服务器,或者网络设备等)执行本申请各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括:u盘、移动硬盘、只读存储器(read-onlymemory,rom)、随机存取存储器(randomaccessmemory,ram)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

以上所述,以上实施例仅用以说明本申请的技术方案,而非对其限制;尽管参照前述实施例对本申请进行了详细的说明,本领域的普通技术人员应当理解:其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改,或者对其中部分技术特征进行等同替换;而这些修改或者替换,并不使相应技术方案的本质脱离本申请各实施例技术方案的精神和范围。

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