一种极化码在信息协调中的擦除译码配置方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种极化码在信息协调中的擦除译码配置方法及装置。方法包括：通信一方对筛选后密钥进行编码，并根据冻结向量提取出编码后向量的校验比特发送至另一方，通信另一方根据冻结向量和校验比特构造校验向量并编码，将码字与筛选后密钥异或生成译码向量，对译码向量进行译码，通信双方按照分别生成一致的协调后密钥。本发明专利技术无需真随机数的参与，且译码过程中的冻结比特为预设固定值，支持极化码现有的高速译码器，从而提升信息协调过程的吞吐率。吞吐率。吞吐率。

【技术实现步骤摘要】
一种极化码在信息协调中的擦除译码配置方法及装置


[0001]本专利技术涉及量子密钥分发
，更具体地说，特别涉及一种极化码在信息协调中的擦除译码配置方法及装置。

技术介绍

[0002]量子密钥分发可以为通信双方生成信息论安全的密钥，以保证用户间无条件安全的通信。实际的量子密钥分发系统中，设备和环境的非完美性会导致通信双方生成的筛选后密钥存在误码。信息协调通过经典信道传输校验信息，将双方存在误码的比特信息协调为一致，从而保证密钥的一致性。现有的信息协调可以应用于多种场景中，例如物理层安全密钥分发、物理不可克隆方程和比特对账等领域。
[0003]信息协调中，通信双方传输的校验信息会泄露密钥的信息量，从而导致密钥率降低。基于极化码信息协调方案有潜力逼近香浓极限，以帮助量子密钥分发系统达到理论界限。现有的极化码在信息协调的配置方法主要为两种：直接译码配置方法和比特反转译码配置方法。在直接译码配置方法中，通信一方(Alice)将存在误码的密钥编码，并将码字中的冻结比特发送至另一方(Bob)；Bob根据接收的冻结比特对筛选后密钥进行直接译码，从而实现错误比特的纠正。然而，直接译码配置方法中，译码过程的冻结比特不是固定值，由Alice端的筛选后密钥确定，无法支持当前极化码的高速译码器。在比特反转译码配置方法中，Alice以真随机数填充信息比特位，以0填充冻结比特位，构造与筛选后密钥等长的向量，将该向量编码后与筛选后密钥异或，并将结果发送至Bob；Bob接收到结果后，将其与筛选后密钥异或，生成译码向量，以冻结比特为0对该译码向量进行译码，实现误码纠错。比特反转译码配置方法能够保证译码过程冻结比特为0，从而支持高速译码器。但该方法要求真随机数的参与，会导致系统复杂度提升，且可能会引入安全隐患。
[0004]因此，为了满足极化码在信息协调中无需随机数且支持高速译码器的需求，设计极化码在信息协调中的擦除译码配置方法具有重要意义。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的在于提供一种极化码在信息协调中的擦除译码配置方法及装置，以克服现有技术所存在的缺陷。
[0006]为了达到上述目的，本专利技术采用的技术方案如下：
[0007]一种极化码在信息协调中的擦除译码配置方法，包括以下步骤：
[0008]S1、通信一方Alice将长度为n的筛选后密钥K
S,A
进行极化码编码，获得码字向量W，通信一方Alice根据预先共享的信息比特长度为k的冻结向量V提取W中对应的冻结比特W
V
，通信一方Alice通过经典信道将W
V
发送至通信另一方Bob；
[0009]S2、通信另一方Bob通过经典信道接收冻结比特W
V
，与预先设定的译码冻结比特值Z
V
异或得到通信另一方Bob构造一个长度为n的向量Y，并根据冻结向量在校验向量的信息比特填充0，在冻结比特填充通信另一方Bob对向量Y进行极化码编码获得校
验向量U；
[0010]S3、通信另一方Bob通过将校验向量U与筛选后密钥K
S,B
异或后，获得译码向量异或后，获得译码向量通信另一方Bob根据冻结向量V和预先设定的译码冻结比特值Z
V
对译码向量对译码向量进行译码，获得译码结果向量Z；
[0011]S4、通信一方Alice选择密钥K
S,A
作为协调后密钥，通信另一方Bob将译码结果向量Z进行极化码编码为X，并将作为协调后密钥。
[0012]进一步地，还包括将步骤S4替换为：通信一方Alice选择W中的信息比特W\W
V
作为协调后密钥，通信另一方Bob选择译码结果向量Z中的信息比特Z\Z
V
作为协调后密钥。
[0013]本专利技术还提供一种根据上述的极化码在信息协调中的擦除译码配置方法的装置，包括：
[0014]极化码编码模块，用于通信一方Alice将长度为n的筛选后密钥K
S,A
进行极化码编码，获得码字向量W，通信一方Alice根据预先共享的信息比特长度为k的冻结向量V提取W中对应的冻结比特W
V
，通信一方Alice通过经典信道将W
V
发送至通信另一方Bob；
[0015]校验向量生成模块，用于通信另一方Bob通过经典信道接收冻结比特W
V
，与预先设定的译码冻结比特值Z
V
异或得到通信另一方Bob构造一个长度为n的向量Y，并根据冻结向量在校验向量的信息比特填充0，在冻结比特填充通信另一方Bob对向量Y进行极化码编码获得校验向量U；
[0016]校验信息擦除并译码模块，用于通信另一方Bob通过将校验向量U与筛选后密钥K
S,B
异或后，获得译码向量通信另一方Bob根据冻结向量V和预先设定的译码冻结比特值Z
V
对译码向量进行译码，获得译码结果向量Z；
[0017]生成协调后密钥模块，用于通信一方Alice选择密钥K
S,A
作为协调后密钥，通信另一方Bob将译码结果向量Z进行极化码编码为X，并将作为协调后密钥，或用于通信一方Alice选择W中的信息比特W\W
V
作为协调后密钥，通信另一方Bob选择译码结果向量Z中的信息比特Z\Z
V
作为协调后密钥。
[0018]与现有技术相比，本专利技术的优点在于：本专利技术提供的一种极化码在信息协调中的擦除译码配置方法及装置，采用异或擦除操作，去除通信一方Alice端码字的冻结比特对通信另一方Bob筛选后密钥的影响，使得通信另一方Bob译码时可以采用预选的冻结比特值，无需真随机数的参与即可保证译码时的冻结比特固定；本专利技术通过擦除操作避免了真随机数的参与，在避免真随机数参与的情况下，依旧可以支持要求冻结比特为固定值的高速译码器，能够降低系统复杂度并避免可能的安全隐患。
附图说明
[0019]为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0020]图1是本专利技术极化码在信息协调中的擦除译码配置方法的流程图。
[0021]图2是本专利技术极化码在信息协调中的擦除译码配置装置的原理图。
具体实施方式
[0022]下面结合附图对本专利技术的优选实施例进行详细阐述，以使本专利技术的优点和特征能更易于被本领域技术人员理解，从而对本专利技术的保护范围做出更为清楚明确的界定。
[0023]参阅图1所示，本实施例公开了一种极化码在信息协调中的擦除译码配置方法，包括以下步骤：
[0024]步骤S1、极化码编码。通信一方Alice将长度为n的筛选后密钥K
S,A
进行极化码编码，获得码字向量W，本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种极化码在信息协调中的擦除译码配置方法，其特征在于，包括以下步骤：S1、通信一方Alice将长度为n的筛选后密钥K
S,A
进行极化码编码，获得码字向量W，通信一方Alice根据预先共享的信息比特长度为k的冻结向量V提取W中对应的冻结比特W
V
，通信一方Alice通过经典信道将W
V
发送至通信另一方Bob；S2、通信另一方Bob通过经典信道接收冻结比特W
V
，与预先设定的译码冻结比特值Z
V
异或得到通信另一方Bob构造一个长度为n的向量Y，并根据冻结向量在校验向量的信息比特填充0，在冻结比特填充通信另一方Bob对向量Y进行极化码编码获得校验向量U；S3、通信另一方Bob通过将校验向量U与筛选后密钥K
S,B
异或后，获得译码向量异或后，获得译码向量通信另一方Bob根据冻结向量V和预先设定的译码冻结比特值Z
V
对译码向量对译码向量进行译码，获得译码结果向量Z；S4、通信一方Alice选择密钥K
S,A
作为协调后密钥，通信另一方Bob将译码结果向量Z进行极化码编码为X，并将作为协调后密钥。2.根据权利要求1所述的极化码在信息协调中的擦除译码配置方法，其特征在于，还包括将步骤S4替换为：通信一方Alice选择W中的信息比特W\W
V
作为协调后密钥，通信另一方Bob选择译码结果向量Z中的信息比特Z\Z
V
作为协调...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘博，虞万荣，唐帮盈，刘波，徐博，李斯晨，周涵，于惠存，
申请(专利权)人：中国人民解放军国防科技大学，
类型：发明
国别省市：