[发明专利]一种基于离散变量的QKD密钥协商方法

权利要求书

1.一种基于离散变量的QKD密钥协商方法，包括前期通信双方Alice 和Bob 根据传输的信道特征构造纠错码，其特征在于，所述密钥协商纠错方法采用双向协商的机制进行，具体包括以下步骤：

1）Alice 和Bob 对各自端的筛后密钥块X1、Y2结合所共享的纠错码信息进行组合，得到待编码的密钥块序列；

2）Alice 和Bob两边同时对密钥块序列进行编码操作，计算协商信息并通过认证的无误码经典信道发送给译码端进行译码操作；

3）Alice作为编码器计算密钥块X1的协商信息，同时接收 Bob发送过来的对Y2计算的协商信息，结合X2进行译码；Bob在计算密钥块Y2对应的协商信息的同时，结合收到的对Alice发过来的对X1计算的协商信息与Y1进行译码；

4）Alice 和Bob双方通过步骤3）的编译码获取协商密钥，

其中，X1，X2表示Alice端不同的筛后密钥块，Y1，Y2表示Bob端不同的筛后密钥块，X1与Y1对应，是以X1为基准对Y1进行协商；X2与Y2对应，是以Y2为基准对X1进行协商。

2.如权利要求1所述的基于离散变量的QKD密钥协商方法，其特征在于，所述纠错码采用Polar码，所述步骤3）包括Alice端具体的编译码过程如下：

1）Alice端产生k位真随机数串，根据两端所共享的纠错码信息，混合得到长度为N的比特串u，然后对u进行编码得到比特串w，最后将筛后密钥x 与w逐位异或得到协商信息 f，并将 f 发送给Bob；

2）Bob端收到协商信息 f 后，将 f 与筛后密钥y异或得到比特串z，然后根据已共享的纠错码信息译码得到u，对u编码得到w，最终将w与f逐位异或得到与Alice相同的比特串x，

同样的，Bob端具体的编译码过程与Alice端编译码过程一致。

3.如权利要求2所述的基于离散变量的QKD密钥协商方法，其特征在于，所述构造纠错码的过程中包括确定共享的纠错码信息，具体的纠错码构造确定信息位的计算是采用巴氏参数法进行，复杂度为，其中采用E.Arikan提供的迭代公式得到信息位，将计算出的 N 个子信道的巴氏参数进行排序，选取巴氏参数最小的 K 个子信道传输信息位作为k位真随机数串，剩余的M个信道传输冻结位，其中，M=N-K。

4.如权利要求3所述的基于离散变量的QKD密钥协商方法，其特征在于，所述Alice 和Bob双方的编译码加入了CRC校验比特，将信道编译码和CRC进行联合检测译码。

5.如权利要求4所述的基于离散变量的QKD密钥协商方法，其特征在于，所述信道编译码和CRC进行联合检测译码的过程为：Alice 和Bob收发双方约定相同的生成多项式：进行CRC校验码的生成及备选码字的校验，

发送端Alice的信息比特对做除法，余式即为CRC校验码，并将CRC校验码附加在信息比特后组成K长的信息比特然后进行Polar编码，

在接收端Bob经过SCL译码得到L组备选码字后，分别用备选码字对取余，结果为0，则说明该组码字正确，其中，L是SCL译码过程中译码的搜索宽度。