[发明专利]一种对数据进行保密增强的方法及量子密钥分发终端

说明书

本申请公开了一种对数据进行保密增强的方法及量子密钥分发终端，该方法包括：确定待保密增强数据的数据位数N；确定对所述待保密增强数据进行保密增强后的数据位数m，m小于N；获取m+N‑1个随机数；对属于随机矩阵的至少两个随机子矩阵以及属于待增强矩阵的至少两个待增强子矩阵进行处理，以获取所述随机矩阵与所述待增强矩阵相乘后的矩阵数据，所述矩阵数据是对所述待保密增强数据进行保密增强后的数据；其中，所述随机矩阵是由所述m+N‑1个随机数构成的m行N列的Toeplitz矩阵，所述待增强矩阵是由所述待保密增强数据的N个数据位构成的N行1列矩阵。通过本申请，能够提高保密增强后的数据安全性。

技术领域

本申请涉及量子密钥分发技术领域，尤其涉及一种对数据进行保密增强的方法及量子密钥分发终端。

背景技术

量子密钥分发(Quantum Key Distribution，简称QKD)与经典密钥体系的根本不同在于，其采用光子的不同量子态作为密钥的载体，由量子力学的基本原理保证了该过程的不可窃听、不可破译性，从而提供了一种更为安全的密钥体系。

参见图1所示的QKD系统示意图，QKD系统中的两个QKD终端Alice和Bob，用于生成相同的量子密钥。具体地，Alice通过量子信道将原始密钥数据发送给Bob，之后，Alice和Bob使用经典信道进行通信，从原始密钥数据中提取基矢一致的数据以完成数据筛选，得到筛选后密钥Sifted Key，再使用纠错算法，将两端有一定错误的Sifted Key协商达到一致，得到纠错后密钥Corrected Key，最后根据评估的压缩比例对Corrected Key进行保密增强，得到最终密钥Final Key并输出。

在上述量子密钥生成过程中，经纠错产生的两端一致的Corrected Key还不能作为最终的Final Key使用，原因是量子信道或经典信道上的信息泄露可能引起的数据不安全。进行保密增强的目的就是将Corrected Key通过矩阵压缩映射到更短的安全密钥，消除之前步骤中引入的信息泄露。

现有技术采用经典压缩算法或者比如MD5的Hash算法，按照评估的压缩比例对Corrected Key进行压缩，得到最终的Final Key，但是现有算法的安全性较低，不能确保最终压缩后的Final Key是安全的。

发明内容

本申请实施例的主要目的在于提供一种对数据进行保密增强的方法及量子密钥分发终端，能够提高保密增强后的数据安全性。

本申请提供了一种对数据进行保密增强的方法，包括：

确定待保密增强数据的数据位数N；

确定对所述待保密增强数据进行保密增强后的数据位数m，m小于N；

获取m+N-1个随机数；

对属于随机矩阵的至少两个随机子矩阵以及属于待增强矩阵的至少两个待增强子矩阵进行处理，以获取所述随机矩阵与所述待增强矩阵相乘后的矩阵数据，所述矩阵数据是对所述待保密增强数据进行保密增强后的数据；

其中，所述随机矩阵是由所述m+N-1个随机数构成的m行N列的Toeplitz矩阵，所述待增强矩阵是由所述待保密增强数据的N个数据位构成的N行1列矩阵。

可选的，所述对属于随机矩阵的至少两个随机子矩阵以及属于待增强矩阵的至少两个待增强子矩阵进行处理，以获取所述随机矩阵与所述待增强矩阵相乘后的矩阵数据，包括：

将所述待保密增强数据的N位数据进行顺序存储，以及将所述m+N-1个随机数进行顺序存储；其中，当读取数据时，从所述待保密增强数据的第1位数据开始按照存储顺序进行读取，从第i*P+1个随机数开始按照存储顺序进行读取，i＝0,1……(m/P)-1，P小于m和N；

预先读取P位随机数，接下来按照下述方式完成第i轮子矩阵运算操作：