多方量子密鑰分發(fā)系統(tǒng)數據協調算法研究.pdf

1、G.Vernam在1917年首次提出了一次一密的思想（OTP），指出只要在每次通信過程中使用一串與信息長度相等的密鑰進行加密，接收方使用相同的密鑰進行解密且保證每次通信均使用不同的密鑰便可實現安全的通信。量子密鑰分發(fā)技術（QKD）是量子論與信息論相結合的產物。通過基于量子力學基本原理的QKD可以獲得用于通信的無條件安全密鑰，然后結合OTP思想便可實現無條件安全的通信。到目前為止，大多數有關量子保密通信的理論和實驗工作主要集中在兩方。然而

2、，為了實現安全的群組通信，必須設法實現多方量子密鑰分發(fā)。本文的主要工作正是圍繞多方量子密鑰分發(fā)中的數據協調展開研究。
　　首先，本文介紹了基于GHZ態(tài)的多方量子密鑰分發(fā)（MultipartyQuantumKeyDistribution，MQKD）協議，然后詳細介紹了二分法、級聯法和基于漢明碼的Winnow算法這三種常見的數據協調算法，并對它們進行了比較。二分法糾錯簡單易用，但不能糾正偶數個錯誤。級聯法可以糾正偶數個錯誤，糾錯能力強

3、，但是增加了通信的次數，加重了通信資源的負擔?；跐h明碼的Winnow算法利用極少的通信次數就可以完成糾錯，但是存在錯誤不減反增的危險。
　　其次，分析對比了三種LDPC碼校驗矩陣生成的方法，優(yōu)選出Mackay法和PEG法生成校驗矩陣，給出了譯碼的BP（Beliefpropagation）算法與LLRBP（Log-Likelihood Ratio Belief Propagation）算法，使用Exit（Extrinsic inf

4、ormation transfer）圖對LDPC碼進行了譯碼性能分析，選出適合于數據協調的校驗矩陣的度，并給出了該數據協調方案的工作流程。隨后對用不同方法生成的校驗矩陣、不同的碼長和不同的迭代次數對最終密鑰生成率的影響進行了仿真，仿真結果表明數據協調效率最高可達到99％，說明使用LDPC碼可行，其性能比之前所述的三種協調算法優(yōu)越。隨后提出了一種基于LDPC（Low-densityParity-Check,低密度奇偶校驗）碼的多方量子密鑰