[发明专利]一种用于相位偏振联合调制QKD的后处理系统及方法

权利要求书

1.一种用于相位偏振联合调制QKD的后处理系统，其特征在于，包括发送方和接收方，所述发送方和接收方均包括有信息交互单元，参数估计单元，纠错单元和保密放大单元，其中：

所述发送方和接收方均包括有依次连接的信息交互单元、参数估计单元、纠错单元以及保密放大单元；

所述发送方的信息交互单元，参数估计单元，纠错单元和保密放大单元又通过信道分别与接收方的信息交互单元，参数估计单元，纠错单元和保密放大单元一一对应连接；

所述发送方的信息交互单元用于发送传输比特及量子信息，并进一步通过协商在发送方原始密钥K_Ra的基础上获取发送方筛后密钥K_Sa；

所述接收方的信息交互单元接收传输比特及量子信息，获取接收方原始密钥K_Rb，并进一步通过协商获取接收方筛后密钥K_Sb；

所述发送方和接收方的参数估计单元用于交换部分筛后密钥比特后通过参数估计算法获取传输信道的量子误码率；

所述发送方和接收方的纠错单元用于纠正剩余筛后密钥的误码，使得发送方和接收方持有一致的密钥串；

所述发送方和接收方的保密放大单元根据所述参数估计单元中所得到的量子误码率计算安全信息熵，并通过哈希函数算法处理后得到最终的安全密钥比特。

2.一种用于相位偏振联合调制QKD的后处理方法，应用了如权利要求1所述的一种用于相位偏振联合调制QKD的后处理系统，其特征在于，该方法包括以下步骤：

S1、所述接收方和发送方的信息交互单元进行信息交互，接收方先接收到发送方在经典信道中发送的传输比特，后接收到发送方在量子信道中发送的量子信息，接收方利用传输比特提供的基矢信息测量量子态，获得原始密钥比特K_Rb；

接收方公布检测到量子的时刻，发送方与接收方信息交互单元进行时间比对，丢弃掉接收方信息交互单元未接收量子时刻对应密钥比特，发送方和接收方在这一过程所保留的密钥比特分别组成发送方筛后密钥K_Sa及接收方筛后密钥K_Sb；

S2、所述发送方和接收方的参数估计单元从筛后密钥K_Sa、K_Sb中随机挑选一小部分进行公开的密钥比对，并对此用分组奇偶校验法计算该密钥的量子误码率；

若量子误码率高于或等于阈值，则舍弃本次传输所有信息比特；若小于阈值，则对传输信道进行参数估计，并调用纠错单元对剩余的信息比特进行误码纠错；

S3、所述发送方和接收方的纠错单元在经典信道中通过纠错算法纠正剩余筛后密钥的误码，使得发送方和接收方持有一致的密钥串；

S4、所述发送方和接收方的保密放大单元根据所述参数估计单元中所得到的量子误码率计算安全信息熵，并根据熵值的下限采用密码学算法对双方公共持有的纠错后的密钥比特进行信息压缩，接着利用哈希函数算法将窃听者在量子信道与认证的经典信道上获取的信息量缩减，得到最终的安全密钥比特。

3.如权利要求2所述的一种用于相位偏振联合调制QKD的后处理方法，其特征在于，所述步骤S1中发送方与接收方信息交互单元进行时间比对的方案是：

对接收方的相邻两个响应事件的时刻差进行编码，确定接收方信息交互单元接收到光子的时刻。

4.如权利要求2所述的一种用于相位偏振联合调制QKD的后处理方法，其特征在于，所述步骤S2进一步包括：

S21、发送方和接收方的参数估计单元从各自筛后密钥K_Sa、K_Sb中共同挑选一小部分进行公开的密钥比对；

S22、用公开比对的密钥计算该密钥比特的量子误码率；

S23、若量子误码率高于或等于阈值，则舍弃本次传输所有信息比特，若小于阈值，则进行步骤S24并调用纠错单元对剩余的信息比特进行误码纠错；

S24、用公开比对的密钥计算该传输信道的信道参数。