[发明专利]一种用于量子密钥分发的多矩阵自适应译码装置及方法

权利要求书

1.一种用于量子密钥分发的多矩阵自适应译码方法，其特征在于：包括如下步骤：

步骤一、发送端和接收端分别通过各自的基比对筛选单元获得测量基相同的那部分数据，并传递给各自的参数估计单元；

步骤二、接收端从测量基相同的那部分数据中选出用以进行参数估计的数据C’发送给发送端的参数估计单元A；

步骤三、发送端的参数估计单元A将得到的参数估计值分别发送给安全码率计算单元A和纠错矩阵确定单元，纠错矩阵确定单元将最终纠错矩阵传递给译码计算单元A，并将纠错矩阵信息A发送给接收端；参数估计单元A将需要进行离散数据处理的数据发送给离散数据处理单元A，利用离散化协商信息AB得到离散化后的数据发送给译码计算单元A；安全码率计算单元A根据最终纠错矩阵的码率以及参数估计的结果计算得到安全码率估计值，作为压缩因子传递给私钥密性放大单元A，并发送给接收端；其中：

所述最终纠错矩阵的确定方法为：

第一步，根据实时SNR，从所有纠错矩阵中选择最优纠错矩阵H_i，满足

第二步，根据信噪比的具体数值，基于基本纠错矩阵，采用删余或者缩短的方法进行细调，获得本次纠错所需的最终纠错矩阵；其中，对基本纠错矩阵进行细调的方法为：

(1)判定是否满足SNRSNR_i，若是，则进入(2)，否则进入(5)；

(2)本次纠错采用删余方法；

(3)按如下公式计算出删余位的长度p，并将码字中随机插入删余位的位置记录为{u_p}：

其中：m和n分别为纠错矩阵H_i的行、列数，β_i为纠错矩阵H_i的既定协调效率；

(4)发送端将实时SNR值和{u_p}发送给接收端，然后进入(8)；

(5)本次纠错采用缩短方法；

(6)按如下公式计算出缩短位的长度s，并将码字中随机插入缩短位的位置和值分别记录为{u_s}和{v_s}：

(7)发送端将实时SNR值和{u_s}、{v_s}发送给接收端；

(8)细调结束；

步骤四、接收端的参数估计单元B接收来自发送端的纠错矩阵信息A、安全码率估计值A以及参数估计数据选择信息A，然后分别将纠错矩阵信息A传递给校验子计算单元B，将安全码率估计值A传递给私钥密性放大单元B；参数估计单元B将需要进行离散数据处理的数据发送给离散数据处理单元B，利用离散化协商信息AB得到离散化后的数据分别发送给校验子计算单元B和密钥重组单元B；

步骤五、发送端和接收端的密钥重组单元不断累积译码成功的数据，按照相同的规则对数据进行重组，累积到事先设定的数据量时，各自将本单元的数据传递给各自的私钥密性放大单元；

步骤六、发送端和接收端的私钥密性放大单元根据获得的安全码率，对密钥重组单元传递过来的数据进行压缩，得到安全密钥。

2.根据权利要求1所述的一种用于量子密钥分发的多矩阵自适应译码方法，其特征在于：所述校验子计算单元B用于将最终纠错矩阵H和离散化数据相乘，得到校验子SPC，并将校验子SPC发送给发送端的译码计算单元A；译码计算单元A利用最终纠错矩阵H、校验子SPC和离散化后的数据进行译码计算：如果译码成功，则将译码结果数据A发送给接收方，并将译码后的数据传递给密钥重组单元A；如果译码失败，则将译码结果数据A发送给接收方，并告知密钥重组单元A本轮译码失败；接收方根据译码结果数据A，如果译码结果数据A为成功，则将数据离散处理单元B得到的离散数据传递给密钥重组单元B，如果译码结果数据A为失败，则告知数据离散处理单元B本轮译码失败。

3.一种用于权利要求1或2所述的量子密钥分发的多矩阵自适应译码方法的装置，其特征在于：发送端包括依次连接的信号发送模块A、数据后处理模块A和密钥存储模块A，接收端包括依次连接的信号探测模块B、数据后处理模块B和密钥存储模块B；所述信号发送模块A同时将信号发送给信号探测模块B；所述数据后处理模块A和数据后处理模块B相互进行信息交互并各自进行数据处理，得到密钥，发送给各自的密钥存储模块进行保存。