SarDub19: An Error Estimation and Reconciliation Protocol
除了在光学和量子组件的开发方面的显著进步之外，实际量子密钥分发系统的性能在很大程度上由错误密钥协调过程的类型和设置决定。它是通过公共信道实现的，并且它主导了量子密钥分发过程的通信复杂度。实际应用很大程度上取决于计算能力，这在面向卫星的量子通信中非常重要。在这里，我们提出了SarDub19错误密钥估计和和解协议，提高了实际量子系统的性能。
2022-12-24 cs.CR quant-ph
Novel Reconciliation Protocol Based on Spinal Code for Continuous-variable Quantum Key Distribution
协调是连续变量量子密钥分发（CV-QKD）系统后处理中的一个关键步骤，它用于使两个相距遥远的合法方共享相同的校正密钥。自适应协调对于实际系统应对可变信道是必要的和重要的。许多研究者采用删余LDPC码来实现自适应和解。本文提出了一种新的基于脊髓码的无比率协调协议，该协议能够在较大的信噪比范围内实现高效的自适应协调。由于该协议码长短、结构简单，易于实现，无需复杂的固定速率码设计，LDPC码同时，该协议具有高度并行的结构，适合硬件实现，具有高速硬件实现的潜力。此外，从理论上证明了该协议的安全性。实验结果表明，该方案在较大信噪比范围（0，0.5）内，协调效率保持在95%左右，在极低信噪比（<= 0.03）时，协调效率超过96.5%。该协议使长距离CV-QKD系统更容易和稳定地执行高性能和自适应协调。
2019-09-27 cs.CR quant-ph
Experimental study and pratical realization of a reconciliation method for quantum key distribution system
研究了一种在量子密钥分发协议中建立无差错密钥的协调方法。经典的密钥分配协议由于数学问题的计算复杂性而不再是无条件安全的。在这种情况下，QKD协议提供了最高级别的安全性，因为它们基于量子物理定律。但是，协议的性能可以降低由多个错误。显然，在这种情况下应该进行和解，以消除合法伙伴的错误。该方法在特殊的边信源编码问题（Slepian-Wolf编码模型）中利用QTC实现了协调。实验结果证实了我们的理论假设，证实了我们的方法在解决和解问题的优势相比，最近的相关工作。事实上，我们的方法的集成产生了重要的安全性和QBER的大幅下降。增益是在合理的复杂度增加的情况下获得的。此外，我们的工作的新颖之处在于，它测试了一个真正的光子系统在VPI transmissionMaker的和解方法。
2020-02-16 cs.CR quant-ph
Problems in application of LDPC codes to information reconciliation in quantum key distribution protocols
量子密钥分配协议中的信息协调可以与协议中的其他步骤分开研究。信息协调问题可以归结为分布式信源编码问题。介绍了LDPC码在解决该问题中的应用。我们列出了一些障碍，阻止基于LDPC的分布式信源编码成为一个更有利的替代级联协议的量子密钥分配协议中的信息协调。这种解释不需要量子理论的知识。
2009-09-13 cs.CR cs.IT math.IT
A real-time design based on FPGA for Expeditious Error Reconciliation in QKD system
在高速量子密钥分发系统中，差错协调往往是影响系统性能的瓶颈。通过公共信道交换公共信息，可以在通信双方生成相同的密钥。然而，出于安全原因消除所公开的比特的必要性降低了最终的密钥速率。为了提高该密钥速率，应当最小化所公开的比特的量。此外，减少花在错误协调上的时间也提高了密钥速率。本文介绍了一种在现场可编程门阵列中实现离散变量量子密钥分发系统的快速误差校正的实用方法，并举例说明了这种方法相对于在PC机上运行的其它类似算法的优越性。实验结果证明了该协议的快速性。
2013-01-10 cs.CR quant-ph
A reconciliation approach to key generation based on Module-LWE
我们考虑一个关键的封装机制（KEM）的基础上模块LWE和解8维格$E_8$，它承认一个快速的CVP算法。我们的方案生成256位的密钥，每个维度需要3或4位的和解。我们表明，它可以优于Kyber的模q具有可比的错误概率。我们证明了我们的协议是IND-CPA安全的，并将Kyber的安全级别提高了7.3%。
2021-02-24 cs.CR cs.IT math.IT
Reconciliation of a Quantum-Distributed Gaussian Key
在运行基于连续谱量子载波的量子密钥分发协议后，Alice和Bob两方希望从他们共享的相关变量列表中提取二进制秘密密钥。我们提出了一种新的建设，允许合法的各方得到相等的位串的相关变量通过使用一个经典的通道，尽可能少的泄漏信息。这为安全地纠正非二进制密钥元素开辟了道路。特别是，该结构被细化到高斯变量的情况下，因为它直接适用于最近的连续变量协议的量子密钥分配。
2002-12-24 cs.CR quant-ph
Investigation of a Bit-Sequence Reconciliation Protocol Based on Neural TPM Networks in Secure Quantum Communications
本文提出基于神经TPM网络的量子通信安全密钥协议，通过实验研究同步迭代次数与泄露信息量与QBER及权重范围的关系，探讨其应用前景。
2025-12-15 cs.CR quant-ph
Key Reconciliation with Low-Density Parity-Check Codes for Long-Distance Quantum Cryptography
在连续可变量子密钥分发（CV-QKD）中，两个远程方通过固定长度的光纤电缆交换密钥的速度受到密钥协调后处理算法计算复杂度的限制。提出了一种用于CV-QKD的低码率长块多边低密度奇偶校验（LDPC）码，以延长远端双方的最大协调距离。多维上的密钥协调已被证明可以进一步提高CV-QKD中多边缘LDPC码的纠错性能，从而增加密钥速率和距离。然而，对于10^6比特量级的长块长度的LDPC解码的计算复杂度仍然是一个挑战。本文介绍了一种用于多边LDPC码的准循环（QC）码构造，该构造非常适合于现代图形处理单元（GPU）上的硬件加速解码。当与8维调和方案结合时，LDPC译码器采用NVIDIA GeForce GTX 1080 GPU，在最大距离160 km处，对于码率0.02、块长度10^的多边缘码，密钥速率为4.10 × 10 ^{-7}比特/脉冲，实现了1.72 Mbit/s的原始译码吞吐量和7.16 Kbit/s的信息吞吐量当考虑有限大小效应时，为6位。这项工作将之前的最大CV-QKD距离从100 km扩展到160 km，同时在有损信道的密钥速率上限上提供1.07倍到8.03倍的解码信息吞吐量。对于块长度为2^{20}比特的1/10码率多边缘LDPC码，基于GPU的QC-LDPC解码器的吞吐量比现有最佳GPU解码器实现提高了1.29倍。这些结果表明，LDPC解码不再是长距离CV-QKD的计算…
2017-04-17 cs.CR cs.IT math.IT
Multidimensional Reconciliation in Continuous-Variable QKD: Review, Coding Schemes, and Open Source Simulation
Exail；Sorbonne Université, CNRS, LIP6（索邦大学，法国国家科学研究中心，LIP6实验室）
本文综述了连续变量量子密钥分发中的多维协商原理，重点介绍高维构造，提出开源仿真框架HDirac，并评估了LDPC码的性能，揭示了维度、协商效率与帧错误率之间的关键权衡。
2026-06-02 cs.CR cs.IT math.IT
The Manipulate-and-Observe Attack on Quantum Key Distribution
School of Physics and Astronomy, University of Leeds（利兹大学物理与天文学院）；Quantum Village Inc.（量子村公司）
本文提出一种操纵与观察攻击，通过拦截部分量子比特并利用重配过程中泄露的奇偶性信息，降低密钥分发的安全性，甚至在最坏情况下恢复密钥材料。
2026-03-31 cs.CR quant-ph
Optimization of Information Reconciliation for Decoy-State Quantum Key Distribution over a Satellite Downlink Channel
Politecnico di Milano（米兰理工大学）
本文针对低地球轨道卫星下行链路QKD密钥生成量少的问题，通过建立包含链路几何、闪烁效应和诱骗态信号强度的时变QBER精确模型，优化信息协调效率，使诱骗态BB84协议的安全密钥长度在现实场景下提升近3%。
2025-11-07 cs.CR cs.IT math.IT
Flexible polar encoding for information reconciliation in QKD
针对 QKD 信息协调，本文提出基于信道可靠性序列、且独立于解码器的模块化极化编码器设计，实验表明其支持编解码器独立优化并拓展部署场景。
2023-11-30 cs.CR quant-ph
Optimised Multithreaded CV-QKD Reconciliation for Global Quantum Networks
针对CV-QKD信息协调耗时长、难以适配LEO卫星短过境时间的问题，研究人员通过分析验证大码长LDPC解码的分层协调协议，得出最优并行码块长度，显著提升密钥率，支持星地量子安全通信，为优化全球量子网络提供支撑。
2021-11-19 cs.CR cs.IT math.IT
LDPC for QKD Reconciliation
我们提出的低密度奇偶检验（LDPC）的前向纠错算法适用于量子密钥分发（QKD）协议的开发人员容易适用的形式。LDPC算法需要稀疏的奇偶检验矩阵，我们建议使用IEEE和ETSI标准组织定义的一些矩阵，用于各种通信协议。我们评估这些不同的奇偶检验矩阵的量子密钥分发性能作为量子比特出错率的函数。我们还讨论了这种LPDC算法所需的计算精度。随着QKD向部署方向发展，我们需要完整的算法描述和性能分析。
2014-04-02 cs.CR quant-ph
The Quantum Cryptography Approach: Unleashing the Potential of Quantum Key Reconciliation Protocol for Secure Communication
本文提出一种基于BB84改进的量子密钥协调协议，通过隐藏发送方基并使用多项式插值检测窃听，在IBM量子计算机上验证了不同噪声和窃听强度下的密钥生成成功概率。
2024-01-17 cs.CR quant-ph
Direct and Reverse Secret-Key Capacities of a Quantum Channel
我们将无记忆量子信道的直接和反向密钥容量定义为基于纠缠的量子密钥分发协议通过使用单个前向经典通信（直接协调）或单个反馈经典通信（反向协调）所能达到的最佳速率。特别是，反向秘密密钥容量可以是积极的抗降解信道，其中没有转发策略是已知的安全。通过考虑任意单模高斯信道，在连续变量框架中明确示出了该属性。
2009-02-09 cs.CR cs.IT math.IT
Error correction in quantum cryptography based on artificial neural networks
近年来，对量子计算的深入研究增加了人们对量子密码学的兴趣。虽然这种技术的特点是非常高的安全性，但仍然存在限制量子密钥分发广泛使用的挑战。最重要的问题之一仍然是关键蒸馏过程的安全有效机制。本文提出了一种量子密码学中密钥协调方法的新思想。该建议假设使用人工神经网络的相互同步来校正在量子信道中传输期间发生的错误。用户可以根据自己的比特串构建神经网络。量子比特出错率的典型值不超过百分之几，因此字符串是相似的，并且用户的神经网络在学习过程开始时也非常相似。已经表明，新解决方案中的同步过程比神经密码学中使用的类似场景快得多。该特征显著地提高了安全级别，因为潜在的窃听者不能有效地同步他们自己的人工神经网络以获得关于密钥的信息。因此，基于新思想的密钥协调可以是一种安全、高效的解决方案。
2019-04-28 cs.CR
Experimental study of continuous variable quantum key distribution
已有文献证明，限制单光子量子密码系统通信速率的主要技术因素主要与编码方式的选择有关。事实上，所使用的源的效率是非常有限的，对于单光子源最多是百分之几的量级，并且光子计数器不能以超过一定速度和低的检测效率来操作。为了部分克服这些缺点，有利的是使用连续量子态作为基于量子比特的标准编码的替代。在此背景下，我们提出了一种新的和解方法基于Turbo码。我们的理论模型假设得到了实验结果的支持。事实上，我们的方法导致协议安全性的显着改善和QBER的大幅下降。增益是在合理的复杂度增加的情况下获得的。此外，我们的工作的新颖之处在于，它测试了一个真正的光子系统在VPI transmissionMaker的和解方法。
2020-02-16 cs.CR quant-ph
Low Rate Protograph-Based LDPC Codes for Continuous Variable Quantum Key Distribution
纠错是连续变量量子密钥分配（CV-QKD）协调中的重要环节，对系统性能有着重要影响。CV-QKD需要极低速率的纠错码和高协调效率。在这种超低速率状态下，只有很少的代码设计可用。提出了一种基于原模图的超低码率LDPC码差分进化设计方法。通过提出基于类型的原型图，一种新的方式来表示低速率的原型图为基础的LDPC码，我们大大降低了原型图优化的复杂性，这使我们能够快速设计代码在很大的速率范围内。我们表明，从我们的优化产生的代码优于从文献中的代码，无论是在阈值和有限长度的性能，通过蒙特卡罗模拟验证，显示收益的制度相关的CV-QKD。
2021-07-13 cs.CR cs.IT math.IT
Full-Duplex vs. Half-Duplex Secret-Key Generation
全双工（FD）通信被认为是未来5G和物联网（IoT）系统中的关键技术。除了高数据率限制之外，这些系统的成功取决于允许保密性和安全性的能力。来自对等无线信道的秘密密钥协商可以被视为对物理层安全性的有价值的补充。在这项工作中，我们研究的作用，FD通信结合秘密密钥协议。我们首先介绍了两个互补的密钥生成模型FD和半双工（HD）设置，并通过引入密钥协调功能的性能进行比较。此外，我们研究了所谓的探测和解权衡的影响，一个强大的窃听者的作用，并分析了在高信噪比制度的系统。我们表明，在某些条件下，FD模式强制执行的窃听者的能力恶化的影响，并提供了几个优势方面的秘密密钥率超过传统的高清设置。我们的分析揭示了一个有趣的见解，完美的自干扰消除是不必要的，以获得性能增益的HD模式。
2016-01-20 cs.CR cs.IT math.IT
Noise-limited secret key agreement with twin optical physically unclonable functions
Institute of Electronic Structure & Laser (IESL), FORTH（电子结构与激光研究所（IESL），FORTH）；Center for Quantum Science & Technologies (FORTH-QuTech)（量子科学与技术中心（FORTH-QuTech））
研究利用孪生光学指纹作为密钥生成与分发的硬件平台，考虑相关光学PUF对，开发密钥协商协议，量化信息泄露，给出密钥长度下限，探讨其在量子密钥分发网络中的应用。
2026-07-07 cs.CR physics.optics quant-ph
Side-Information Coding with Turbo Codes and its Application to Quantum Key Distribution
Turbo码是一种功能强大的前向纠错码，其性能接近香农限。Turbo原理可以应用于边信息源编码问题，我们在这里研究它的应用程序中发生的协调问题的连续变量量子密钥分配协议。
2004-06-01 cs.CR cs.IT math.IT
Continuous-Variable Quantum Key Distribution with key rates far above the PLOB bound
本文提出了一种连续变量量子密钥分发的逆向 reconciliation 方案，通过随机码本纠错在香农极限之上实现远超PLOB界限的密钥率。
2025-11-23 cs.CR quant-ph
Information Theoretic Key Agreement Protocol based on ECG signals
无线体域网（WBAN）正变得越来越流行，因为它们允许个人从医院远程连续监测他们的生命体征和生理参数。随着SARS-CoV-2大流行的蔓延，便携式脉搏血氧仪和可穿戴心率检测器的可用性在市场上蓬勃发展。与此同时，在2020年，我们协助了前所未有的医疗违规行为，揭示了当前一代WBAN的极端脆弱性。因此，迫切需要开发新的安全协议，以确保WBAN内的数据保护、身份验证、完整性和隐私。在这里，我们针对从个体身体上的不同传感器节点收集ECG信号的WBAN，我们提取脉冲间间隔（即，R-R间隔）序列，我们开发了一种新的信息理论密钥协商协议，该协议利用ECG的固有随机性来确保WBAN内传感器对之间的认证。经过适当的预处理，我们提供了一个分析解决方案，确保强大的身份验证;我们提供了一个独特的信息协调矩阵，它为所有ECG传感器对提供了良好的性能;我们可以证明，信息协调和隐私放大矩阵之间的关系可以找到。最后，我们显示了安全级别之间的权衡，在密钥生成率方面，以及在系统中实现的纠错方案的复杂性。
2021-05-14 cs.CR cs.CY eess.SP
