[0043]S103，发送方将编码信息发送给接收方，接收方分别以不同的概率选择在第一基失或第二基失下测量编码信息，以生成原始码。
[0044]S104，根据发送方选择的编码的基失和选择的光的强度以及接收方选择的测量的基失从原始码中筛选共享的密钥。
[0045]进一步地，在本发明的一个实施例中，本发明实施例的通信方法还包括:对共享的密钥进行纠错，以使发送方和接收方中的共享的密钥一致。
[0046]下面以一个具体实施例为例，以对本发明的通信方法进行详细赘述。
[0047]在本发明的一个具体实施例中，本发明实施例的通信方法以“弱诱骗态+真空态”的诱骗态量子密钥分发协议为例子，不对称的诱骗态BB84协议细节如下:
[0048]1.两个人Alice (接收方)和Bob (发送方)之间有量子信道(比如光纤)和经典信道。
[0049]2.Alice随机产生一串01数串，并以一定概率将他们编码在不同的强度，具体的就是信号态，弱诱骗态和真空态这三种强度的光。
[0050]3.不对称的基矢选择:具体地，包括:
[0051]①对于彳目号态，Alice将所有的态编码在一种基矢上，比如Z基矢上。
[0052]②对于弱诱骗态，Alice以一定的概率编码在X基矢上，一定概率编码在Z基矢上。一般的说，这两个概率并不相同。
[0053]③对于真空态，Alice并不需要进行编码。
[0054]进一步地，Alice将这些编码态发送给Bob，Bob以一定的概率选择用X基矢进行测量，一定的概率选择用Z基矢进行测量。需要说明的是，这两个概率一般也是不同的。
[0055]4.Alice和Bob进行后处理，从原始密钥得到最终的密钥。具体包括以下步骤:
[0056]①Alice和Bob公布自己编码和测量选择的基矢，Alice同时公布自己选择编码的光的强度，并对原始码进行筛选和后处理。只有当他们选择相同的基进行编码和测量的时候，Alice和Bob从原始码得到了筛选后的密钥。
[0057]②Alice和Bob通过纠错的步骤，来确保他们的密钥是完全相同的。并估算出Eve最多可能得到的信息。再通过保密放大对的方法得到最终的安全密钥。
[0058]在本发明的实施例中，Alice和Bob不对称得选择制备和测量的基矢，从而达到简化系统和提高成码率的目的。具体地，不对称基矢的诱骗态量子密钥分发协议在保证安全性的基础上，成码率在原理上接近对称量子密钥分发协议的2倍，同时还可以降低诱骗态量子密钥协议的系统复杂度，具有很强的应用价值。
[0059]优选地，在本发明的一个实施例中，光源可以为相干光源。
[0060]具体地，本发明实施例可以使用激光二极管作为光源，假设不同强度光制备不同的偏振态需要不同的激光二极管，则需要6个发光二极管，分别对应于弱诱骗态的4个态(X和Z基矢的O和I)以及信号态的2个态(Z基矢的O和I)。需要说明的是，真空态是不需要额外的发光二极管的。因此，本发明实施例只需要6个激光二极管，少于相关技术中的光源需要的8个激光二极管，从而降低了光源复杂度。
[0061]综上所述，在本发明的实施例中，Alice和Bob可以以不同的概率选择编码和测量的基矢，一方面可以让其中一个基矢的选择概率趋向于0，从而提升整体的成码率，另一方面可以降低对光源多样性的需求，从而简化系统，具有很强的应用价值。另外，需要说明的是，本发明实施例可以用于但不只于诱骗态即84协议，其他的需要对称选择编码和测量的量子密钥分发协议都可以通过本发明实施例的不对称量子密钥分发技术来提高成码率，比如在测量设备无关的量子密钥分配协议，也可以使用本发明实施例的法来提高性能和简化
目.ο
[0062]根据本发明实施例提出的基于不对称的诱骗态量子密钥分发协议的通信方法，通过随机生成数字序列，并在多个强度的光下对数字序列进行编码，并且以不同的概率选择在第一基失或第二基失下测量编码信息，以生成原始码，从而根据选择的编码的基失和选择光的强度以及选择的测量的基失从原始码中筛选共享的密钥，在保证通信安全性的基础上，通过不对称的选择基失，提高安全密钥的生成率，大幅度提高协议的性能，同时降低了诱骗态量子密钥协议的系统的复杂度，具有很强的应用价值。
[0063]流程图中或在此以其他方式描述的任何过程或方法描述可以被理解为，表示包括一个或更多个用于实现特定逻辑功能或过程的步骤的可执行指令的代码的模块、片段或部分，并且本发明的优选实施方式的范围包括另外的实现，其中可以不按所示出或讨论的顺序，包括根据所涉及的功能按基本同时的方式或按相反的顺序，来执行功能，这应被本发明的实施例所属技术领域的技术人员所理解。
[0064]在流程图中表示或在此以其他方式描述的逻辑和/或步骤，例如，可以被认为是用于实现逻辑功能的可执行指令的定序列表，可以具体实现在任何计算机可读介质中，以供指令执行系统、装置或设备(如基于计算机的系统、包括处理器的系统或其他可以从指令执行系统、装置或设备取指令并执行指令的系统)使用，或结合这些指令执行系统、装置或设备而使用。就本说明书而言，〃计算机可读介质"可以是任何可以包含、存储、通信、传播或传输程序以供指令执行系统、装置或设备或结合这些指令执行系统、装置或设备而使用的装置。计算机可读介质的更具体的示例(非穷尽性列表)包括以下:具有一个或多个布线的电连接部(电子装置)，便携式计算机盘盒(磁装置)，随机存取存储器(RAM)，只读存储器(R0M)，可擦除可编辑只读存储器(EPR0M或闪速存储器)，光纤装置，以及便携式光盘只读存储器(CDROM)。另外，计算机可读介质甚至可以是可在其上打印所述程序的纸或其他合适的介质，因为可以例如通过对纸或其他介质进行光学扫描，接着进行编辑、解译或必要时以其他合适方式进行处理来以电子方式获得所述程序，然后将其存储在计算机存储器中。
[0065]应当理解，本发明的各部分可以用硬件、软件、固件或它们的组合来实现。在上述实施方式中，多个步骤或方法可以用存储在存储器中且由合适的指令执行系统执行的软件或固件来实现。例如，如果用硬件来实现，和在另一实施方式中一样，可用本领域公知的下列技术中的任一项或他们的组合来实现:具有用于对数据信号实现逻辑功能的逻辑门电路的离散逻辑电路，具有合适的组合逻辑门电路的专用集成电路，可编程门阵列(PGA)，现场可编程门阵列(FPGA)等。
[0066]本技术领域的普通技术人员可以理解实现上述实施例方法携带的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件完成，所述的程序可以存储于一种计算机可读存储介质中，该程序在执行时，包括方法实施例的步骤之一或其组合。
[0067]此外，在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理模块中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个模块中。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，也可以存储在一个计算机可读取存储介质中。
[0068]上述提到的存储介质可以是只读存储器，磁盘或光盘等。
[0069]在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
[0070]尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。
【主权项】
1.一种基于不对称的诱骗态量子密钥分发协议的通信方法，其特征在于，包括以下步骤: 接收方和发送方建立通信信道； 所述发送方随机生成数字序列，并在多个强度的光下对所述数字序列进行编码，其中，如果为信号态的光，则所述发送方在同一基失下进行编码，如果为弱诱骗态的光，则所述发送方分别以不同的概率选择在第一基失或第二基失下进行编码； 所述发送方将编码信息发送给所述接收方，所述接收方分别以不同的概率选择在第一基失或第二基失下测量所述编码信息，以生成原始码；以及 根据所述发送方选择的编码的基失和选择的光的强度以及所述接收方选择的测量的基失从所述原始码中筛选共享的密钥。2.根据权利要求1所述的基于不对称的诱骗态量子密钥分发协议的通信方法，其特征在于，还包括: 对所述共享的密钥进行纠错，以使所述发送方和所述接收方中的共享的密钥一致。3.根据权利要求1所述的基于不对称的诱骗态量子密钥分发协议的通信方法，其特征在于，所述通信信道包括量子信道和/或经典信道。4.根据权利要求1所述的基于不对称的诱骗态量子密钥分发协议的通信方法，其特征在于，光源为相干光源。
【专利摘要】本发明公开了一种基于不对称的诱骗态量子密钥分发协议的通信方法，包括以下步骤：接收方和发送方建立通信信道；发送方随机生成数字序列，并在多个强度的光下对数字序列进行编码，如果为信号态的光，则在同一基失下进行编码，如果为弱诱骗态的光，则分别以不同的概率选择在第一基失或第二基失下进行编码；发送方将编码信息发送给接收方，接收方分别以不同的概率选择在第一基失或第二基失下测量编码信息，以生成原始码；根据发送方选择的编码的基失和选择的光的强度以及接收方选择的测量的基失从原始码中筛选共享的密钥。本发明实施例的通信方法可以在保证通信安全性的基础上，通过不对称的选择基失，提高安全密钥的生成率，降低系统复杂度。
【IPC分类】H04L9/08, H04L29/06
【公开号】CN105049198
【申请号】CN201510472134
【发明人】马雄峰, 张振
【申请人】清华大学
【公开日】2015年11月11日
【申请日】2015年8月5日