[发明专利]量子密钥分发方法和系统、计算机可读存储介质

说明书

本发明公开一种量子密钥分发方法和系统、计算机可读存储介质。该量子密钥分发方法包括：利用系统生成的量子真随机数，结合预定随机数算法生成真随机数；采用真随机数控制量子态的制备和测量，实现量子密钥的分发。本发明利用系统生成的量子真随机数结合随机数算法生成系统所需的真随机数，采用真随机数控制量子态的制备和测量，实现量子密钥的分发，从而满足了量子态的制备和测量的随机性要求。

技术领域

本发明涉及量子保密通信领域，特别涉及一种量子密钥分发方法和系统、计算机可读存储介质。

背景技术

QKD(Quantum Key Distribution，量子密钥分发)是密码学与量子力学相结合的产物，以量子态为信息载体，基于量子力学的测不准关系和量子不可克隆定理，通过量子信道使通信收发双方共享密钥，QKD技术在通信中并不传输密文，而是利用量子信道传输密钥，将密钥分配到通信双方。

真随机数序列指从实际的随机物理过程中得到的、完全不可预测的随机数序列，不具有周期性；而伪随机数序列是指通过一定的算法得到的、在一定周期内具有随机数特征的序列，并不是真正的随机数序列。

发明内容

申请人发现：随机数在QKD系统中占有重要的位置，其主要参与了量子态的制备和测量，系统通信双方最终密钥随机性取决于参与了量子态制备和测量随机数的随机性。当接收端的测量基矢与发送端光量子的制备态相兼容时，则可以确定的测量到该量子态。而接收端的测量基矢与发送端光量子的制备态相不兼容时，则根据测量塌缩原理会概率性的塌缩到两个态上，这个概率体现为真随机性。在实际QKD系统中，确定的测量数据将作为系统分发的密钥，而随机数据将被丢弃。

鉴于以上技术问题，本发明提供了一种量子密钥分发方法和系统、计算机可读存储介质，采用真随机数控制量子态的制备和测量，实现量子密钥的分发。

根据本发明的一个方面，提供一种量子密钥分发方法，包括：

利用系统生成的量子真随机数，结合预定随机数算法生成真随机数；

采用真随机数控制量子态的制备和测量，实现量子密钥的分发。

在本发明的一些实施例中，所述量子密钥分发方法还包括：

判断系统是否生成量子密钥；

在系统生成量子密钥的情况下，执行利用系统生成的量子真随机数，结合预定随机数算法生成真随机数的步骤。

在本发明的一些实施例中，所述量子密钥分发方法还包括：

系统初始化后，生成伪随机数；

采用伪随机数控制光量子的发送和接收，之后执行判断系统是否生成量子密钥的步骤。

在本发明的一些实施例中，所述量子密钥分发方法还包括：

在采用真随机数控制量子态的制备和测量，实现量子密钥的分发之后，执行判断系统是否生成量子密钥的步骤。

在本发明的一些实施例中，采用真随机数控制量子态的制备和测量，实现量子密钥的分发包括：

采用真随机数控制光量子的发送和接收。

在本发明的一些实施例中，采用真随机数控制量子态的制备和测量，实现量子密钥的分发包括：

采用真随机数控制量子光发送模块发射经过调制后的光量子；

与对端系统的接收控制模块通信测量基矢信息，生成量子密钥。

在本发明的一些实施例中，采用真随机数控制量子态的制备和测量，实现量子密钥的分发还包括：

采用真随机数控制量子光接收模块采用不同基矢接收经过线路后的光量子；