誘餌態(tài)QKD中基比對(duì)和誤碼估計(jì)模塊的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn).pdf

1、量子密鑰分發(fā)(Quantum Key Distribution，QKD)與一次一密的加密方式相結(jié)合，使絕對(duì)安全的通訊成為了可能。目前，QKD后處理系統(tǒng)的設(shè)計(jì)是基于單光子光源存在的。而在實(shí)際的系統(tǒng)中，是沒(méi)有理想的單光子光源存在的，因此目前人們使用一個(gè)弱相干態(tài)來(lái)模擬單光子光源。但是采用多光子光源進(jìn)行密鑰分發(fā)，竊聽(tīng)者可以采用光子數(shù)分離攻擊威脅密鑰的安全性，使得無(wú)法實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)距離的量子通信。誘餌態(tài)方法的提出，解決了QKD系統(tǒng)在長(zhǎng)距離通信中的安全性問(wèn)

2、題，使得長(zhǎng)距離的量子通信成為可能。另一方面，制約QKD系統(tǒng)應(yīng)用的另外一個(gè)重要因素是QKD系統(tǒng)的最終生成碼率很難達(dá)到實(shí)際應(yīng)用的需求。為了提高最終生成碼率，一方面需要高速的數(shù)據(jù)源，另一方面需要高效的后處理模塊，而高效的后處理模塊關(guān)鍵在于如何實(shí)現(xiàn)高效的基比對(duì)模塊。實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)距離的QKD系統(tǒng)以及最終生成碼率的提高，將使QKD系統(tǒng)應(yīng)用于更多的領(lǐng)域，使得QKD系統(tǒng)的應(yīng)用價(jià)值最大化。
　　本文的主要研究?jī)?nèi)容是設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)基于FPGA(Field Pr

3、ogrammable GateArray)的誘餌態(tài)QKD中基比對(duì)和誤碼估計(jì)模塊。本文首先設(shè)計(jì)了高速模擬數(shù)捃源，為后處理提供高速的模擬數(shù)據(jù)源。然后分別介紹了誘餌態(tài)QKD中基比對(duì)模塊，誤碼估計(jì)模塊以及誘餌態(tài)中GLLP公式各參數(shù)的計(jì)算。最后測(cè)試了基比對(duì)與誤碼估計(jì)模塊功能的正確性，并對(duì)性能進(jìn)行了分析，給出了優(yōu)化的建議。
　　本文針對(duì)高速數(shù)據(jù)源的特點(diǎn)，提出了并行化的設(shè)計(jì)思想，對(duì)游程編碼模塊進(jìn)行了并行化設(shè)計(jì)，同時(shí)對(duì)游程解碼算法進(jìn)行了優(yōu)化。使其