一種用于連續(xù)變量量子密鑰分發(fā)系統(tǒng)的位幀同步方法
【技術領域】
[0001] 本發(fā)明設及數(shù)據(jù)傳輸領域，特別設及一種用于連續(xù)變量量子密鑰分發(fā)系統(tǒng)的位帖 同步方法。
【背景技術】
[000引 連續(xù)變量量子密鑰分發(fā)kontinuous-vari油lequantumk巧distribution)是 有別于傳統(tǒng)通信的一項技術，其主要利用測不準原理和量子態(tài)不可克隆定理來實現(xiàn)通信的 無條件安全。對于發(fā)送端發(fā)送過來的信息，接收端如何保證安全可靠的接收數(shù)據(jù)顯得尤為 重要。
[0003] 傳統(tǒng)的同步方案中采用的是"捜索式"位帖同步法，即發(fā)送端構造一串位帖數(shù)據(jù) 列，通過光路發(fā)送給接收端，在事先知道發(fā)送者構造的位帖數(shù)據(jù)列格式的情況下，接收者捜 索位同步段，帖同步段。位、帖均同步成功后啟動用于協(xié)商的隨機數(shù)據(jù)的接收。
[0004] 在實現(xiàn)本發(fā)明的過程中，發(fā)明人發(fā)現(xiàn)現(xiàn)有技術至少存在W下問題：
[0005] 該種方案簡單快捷，但在低信噪比的環(huán)境下同步效果差，且抵御攻擊的能力很弱， 嚴重影響了CVQKD系統(tǒng)的整體系能。

【發(fā)明內容】

[0006] 為了解決現(xiàn)有技術的問題，本發(fā)明提供了一種用于連續(xù)變量量子密鑰分發(fā)系統(tǒng)的 位帖同步方法，所述用于連續(xù)變量量子密鑰分發(fā)系統(tǒng)的位帖同步方法包括：
[0007] 令發(fā)送端在數(shù)據(jù)符號中隨機選取位置將同步頭插入，構成數(shù)據(jù)序列，將所述數(shù)據(jù) 序列發(fā)送至接收端，其中所述同步頭包括同步頭1和同步頭2 ;
[000引令接收端接收所述數(shù)據(jù)序列，對所述數(shù)據(jù)序列進行抽樣判決，得到判決序列，其中 所述判決序列包括與所述同步頭1對應的第一數(shù)據(jù)，W及與所述同步頭2對應的第二數(shù) 據(jù)；
[0009] 在所述接收端的匹配濾波器中通過所述第一數(shù)據(jù)進行帖同步檢測，得到檢測結 果，當所述檢測結果大于預設闊值時，生成位同步啟動信號，觸發(fā)下一步的位同步處理；
[0010] 令所述接收端的本地m序列發(fā)生器生成本地m序列1和本地m序列2,結合所述第 二數(shù)據(jù)，使所述接收端的本地時鐘發(fā)生器對所述本地m序列發(fā)生器進行同步處理。
[0011] 可選的，所述令發(fā)送端在數(shù)據(jù)符號中隨機選取位置將同步頭插入，構成數(shù)據(jù)序列， 將所述數(shù)據(jù)序列發(fā)送至接收端，其中所述同步頭包括同步頭1和同步頭2,包括：
[0012] 在數(shù)據(jù)符號中隨機選取位置插入同步頭，構成數(shù)據(jù)序列，所述同步頭包括同步頭1 和同步頭2,其中所述同步頭1為63位的m序列，所述同步頭2為127位的m序列，所述數(shù) 據(jù)符號為真隨機數(shù)；
[0013] 通過幅度-相位調制器對所述數(shù)據(jù)序列的幅度和相位進行調制，得到滿足高斯調 制相干態(tài)的調制數(shù)據(jù)序列；
[0014] 將所述調制數(shù)據(jù)序列發(fā)送至接收端。
[0015] 可選的，所述令接收端接收所述數(shù)據(jù)序列，對所述數(shù)據(jù)序列進行抽樣判決，得到判 決序列，包括：
[0016] 令接收端接收所述數(shù)據(jù)序列，將所述數(shù)據(jù)序列進行檢測，并將所述數(shù)據(jù)序列恢復 為模擬的電信號；
[0017]對所述模擬的電信號結合判決闊值進行抽樣判決，得到判決序列，所述判決序列 包括與所述同步頭1對應的第一數(shù)據(jù)，W及與所述同步頭2對應的第二數(shù)據(jù)。
[001引可選的，所述在所述接收端的匹配濾波器中通過所述第一數(shù)據(jù)進行帖同步檢測， 得到檢測結果，當所述檢測結果大于預設闊值時，生成位同步啟動信號，包括：
[0019] 在匹配濾波器中存儲有本地m序列，使用移位寄存器接收第一數(shù)據(jù)；
[0020] 在所述移位寄存器中，每讀取所述第一數(shù)據(jù)中的一位子數(shù)據(jù)時，根據(jù)所述子數(shù)據(jù) 結合所述本地m序列進行相關運算，得到與所述子數(shù)據(jù)對應的相關值；
[0021] 當所述相關值大于預設闊值時，判定帖同步檢測成功，生成位同步啟動信號。
[0022] 可選的，令所述接收端的本地m序列發(fā)生器生成本地m序列1和本地m序列2,結 合所述第二數(shù)據(jù)，使所述接收端的本地時鐘發(fā)生器對所述本地m序列發(fā)生器進行調節(jié)，完 成所述位同步處理，包括：
[0023] 令接收端的本地m序列發(fā)生器生成本地m序列1和本地m序列2,所述本地m序列 1相對于標準時間超前1/NA時刻，所述本地m序列2相對于所述標準時間滯后1/NA時 亥IJ，其中N根據(jù)實際情況進行調整；
[0024] 令第二數(shù)據(jù)分別與所述本地m序列1和所述本地m序列2進行相關運算，分別得 到與所述本地m序列1對應的第一相關值和與所述本地m序列2對應的第二相關值，進而 得到所述第一相關值和所述第二相關值的差值；
[0025] 將所述差值發(fā)送至所述接收端的本地時鐘發(fā)生器，令所述本地時鐘發(fā)生器生成與 所述第二數(shù)據(jù)格式相同的測試序列，根據(jù)所述差值和所述測試序列，對所述本地m序列發(fā) 生器生成序列的相位進行調整，進而使得所述接收端與所述發(fā)送端達到同步。
[0026] 本發(fā)明提供的技術方案帶來的有益效果是：
[0027] 通過令發(fā)送端將同步頭隨機插入數(shù)據(jù)符號中構成用于發(fā)送至接收端的數(shù)據(jù)序列， 進而令接收端根據(jù)接收到的數(shù)據(jù)序列依次進行帖同步、位同步，從而使得發(fā)送端和接收端 實現(xiàn)同步，進而實現(xiàn)同步后數(shù)據(jù)的準確傳輸，使得連續(xù)變量量子密鑰分發(fā)系統(tǒng)中數(shù)據(jù)傳輸 具有一定的安全性，提高了該系統(tǒng)內同步方法的可靠性。
【附圖說明】
[002引為了更清楚地說明本發(fā)明的技術方案，下面將對實施例描述中所需要使用的附圖 作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實施例，對于本領域普 通技術人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可W根據(jù)該些附圖獲得其他的附圖。
[0029] 圖1是本發(fā)明提供的一種用于連續(xù)變量量子密鑰分發(fā)系統(tǒng)的位帖同步方法的流 程示意圖；
[0030] 圖2是本發(fā)明提供的一種用于連續(xù)變量量子密鑰分發(fā)系統(tǒng)的位帖同步方法的中 數(shù)據(jù)序列的結構示意圖；
[0031] 圖3是本發(fā)明提供的一種用于連續(xù)變量量子密鑰分發(fā)系統(tǒng)的位帖同步方法中對 數(shù)據(jù)序列調制后的相位示意圖；
[0032]圖4是本發(fā)明提供的一種用于連續(xù)變量量子密鑰分發(fā)系統(tǒng)的位帖同步方法中帖 同步檢測的流程示意圖；
[0033]圖5是本發(fā)明提供的一種用于連續(xù)變量量子密鑰分發(fā)系統(tǒng)的位帖同步方法中位 同步檢測的流程示意圖。
【具體實施方式】
[0034] 為使本發(fā)明的結構和優(yōu)點更加清楚，下面將結合附圖對本發(fā)明的結構作進一步地 描述。
[0035] 實施例一
[0036] 本發(fā)明提供了一種用于連續(xù)變量量子密鑰分發(fā)系統(tǒng)的位帖同步方法，如圖1所 示，所述用于連續(xù)變量量子密鑰分發(fā)系統(tǒng)的位帖同步方法包括：
[0037] 101、令發(fā)送端在數(shù)據(jù)符號中隨機選取位置將同步頭插入，構成數(shù)據(jù)序列，將所述 數(shù)據(jù)序列發(fā)送至接收端，其中所述同步頭包括同步頭1和同步頭2。
[003引102、令接收端接收所述數(shù)據(jù)序列，對所述數(shù)據(jù)序列進行抽樣判決，得到判決序列， 其中所述判決序列包括與所述同步頭1對應的第一數(shù)據(jù)，W及與所述同步頭2對應的第二 數(shù)據(jù)。
[0039] 103、在所述接收端的匹配濾波器中通過所述第一數(shù)據(jù)進行帖同步檢測，得到檢測 結果，當所述檢測結果大于預設闊值時，生成位同步啟動信號，觸發(fā)下一步的位同步處理。
[0040] 104、令所述接收端的本地m序列發(fā)生器生成本地m序列1和本地m序列2,結合所 述第二數(shù)據(jù)，使所述接收端的本地時鐘發(fā)生器對所述本地m序列發(fā)生器進行調節(jié)，完成所 述位同步處理。
[0041] 在實施中，進行發(fā)送端和接收端時間同步的方式簡單來說，分為發(fā)送端構建并發(fā) 送數(shù)據(jù)序列一接收端接收并轉換數(shù)據(jù)序列一接收端根據(jù)轉換后的數(shù)據(jù)序列進行同步處理， 通過該=個流程的實施，可W令接收端根據(jù)數(shù)據(jù)序列進行運算，從而將接收端和發(fā)送端的 時刻進行同步，進而實現(xiàn)接收端對發(fā)送端發(fā)送消息的準確接收，不會出現(xiàn)數(shù)據(jù)丟失的情況。
[0042] 在"發(fā)送端構建并發(fā)送數(shù)據(jù)序列"該個過程中，發(fā)送端在構建包含同步頭和數(shù)據(jù)符 號的數(shù)據(jù)序列時，用在數(shù)據(jù)符號中隨機插入同步頭的方式，替代原有的簡單將同步頭放置 在數(shù)據(jù)符號之間構成數(shù)據(jù)序列的方式，該樣增加了數(shù)據(jù)序列內部結構的復雜度，從而使得 構建的數(shù)據(jù)序列不容易被破解，具備一定的抗攻擊性，提高了該同步方法的可靠性。
[0043] 由于在構建數(shù)據(jù)序列時對原有的序列結構進行了改變，因此對應的，在"接收端根 據(jù)轉換后的數(shù)據(jù)序列進行同步處理"該步中，也需要接收端在同步處理過程中的帖同步階 段對改變后的數(shù)據(jù)序列結構進行調整，進而在位同步過程中實現(xiàn)同步，在確保根據(jù)該同步 方法能夠實現(xiàn)發(fā)送端和接收端二者同步的前提下，同樣提高該同步方法的可靠性。
[0044] 本實施例提供一種用于連續(xù)變量量子密鑰分發(fā)系統(tǒng)的位帖同步方法，通過令發(fā)送 端將同步頭隨機插入數(shù)據(jù)符號中構成用于發(fā)送至接收端的數(shù)據(jù)序列，進而令接收端根