面向卫星下行信道的解密态量子密钥分发信息重conciliation优化
量子物理
2025-11-10 v1 密码学与安全
信息论
math.IT
摘要
量子密钥分发(QKD) 是一种利用量子力学特性的加密解决方案，可抵抗即使拥有无限计算资源的攻击者。卫星通信因能覆盖最佳光纤系统无法覆盖的距离而在 QKD 中具有重要作用。然而，地面站与地球轨道低轨道(LEO)卫星之间的链路仅持续几分钟，导致只能生成少量安全密钥。在此背景下，我们研究优化 QKD 后处理步骤中的信息重conciliation，以生成尽可能多的安全密钥。首先，我们构建一个精确的下行信号和量子比特误差率(QBER)的模型，这些量是随时间变化的，由于以下三个影响：(i) 链路几何随时间变化，(ii) 散射效应，以及(iii) 采用不同的信号强度进行 Decoy-State 协议。利用对瞬时 QBER 的先验信息，我们提高了信息重conciliation(IR)（即纠错阶段）的效率，在 Decoy-State BB84 协议下，最终生成的安全密钥长度几乎提高了约 3%。
引用
@article{arxiv.2511.05196,
title = {Optimization of Information Reconciliation for Decoy-State Quantum Key Distribution over a Satellite Downlink Channel},
author = {Thomas Scarinzi and Davide Orsucci and Marco Ferrari and Luca Barletta},
journal= {arXiv preprint arXiv:2511.05196},
year = {2025}
}
备注
10 pages. Submitted for possible publication to an IEEE Journal