基于循环码和信息压缩融合的量子保密通信算法

发布时间：2021-08-12 09:33

　　针对经典保密通信中信息安全传输的问题,提出了一种基于循环码和信息压缩的量子保密通信算法。首先,发送端对传输的信息进行预处理,将其分割为长度不等的2组数据,分别用于循环编码和压缩编码。然后,发送端添加一串量子态传输至接收端,采用误码数作为信道安全检测的依据,若信道安全,则对预处理后的数据量子态处理,利用量子稳定子码编码分段并传输,依据稳定字码的特性克服环境引起的误码。最后,接收端接收到量子信息后进行解码,并解循环和解压缩从而获得数据。安全性分析表明,所提量子保密通信算法能较好地抵抗篡改和截断信息的攻击。仿真结果表明,对于数据压缩部分按5分段能获得较好的效果。 

【文章来源】：通信学报. 2020,41(03)北大核心EICSCD

【文章页数】：7 页

【部分图文】：

压缩仿真结果

·192·通信学报第41卷比特串，分别表示为12,,,CaPPP和+1+2,,,CCKbPPP，且ab，Kab。对比特串a进行压缩操作，对比特串b进行循环操作。数据分段以及数据循环和数据压缩如图1所示。3.2压缩操作和循环操作对12,,,CaPPP进行压缩操作，对+1+2,,,CCKbPPP按照3g(x)1xx和u(x)=31x进行循环操作，压缩后的比特串为12c{P,P,,}CXP，X是可压缩的长度。循环后的比特串为+1,,,,CKYdPPP，选择的循环码为(7,4)，因此d1.75b。循环部分采用(7,4)循环码，将比特数据按4分段，然后将4位数据循环成7位的数据，可以纠正单个比特错误，并且能够检测任意2个比特错误的组合。利用(7,4)循环码能将易出错区域的准确率从0.0625提升到0.3125。为了尽可能降低复杂度，本文选用(7,4)循环码对易出错字段进行有效纠正。将2个比特串c和d重新组合为Qcb，c{12,,CXPPP,}中发生压缩的位置记录标记为Sign-A，通过经典信道传给接收端，Sign-A信息作为解压缩操作的起始比特位；循环操作对应的校验矩阵也通过经典信道传给接收端，用来进行解循环操作。3.3信道安全检测对于信道安全检测信息，为了保证不丢失有效数据Q。本文没有采用Q中的信息作为信道检测，而是添加一组长度为nbit的量子态来检测信道安全。选取nbit信息，发送端制备一系列的单光子态0101niiiab，其中221ii。n个量子态随机分发，一般?

【参考文献】：
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本文编号：3338068