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专利号: 202510473131X
申请人: 北京杭勤网络科技有限公司
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2026-05-14
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种基于量子密钥分发的动态加密方法,其特征在于,包括以下步骤:

对量子比特集合执行多级量子门操作,生成具有多层纠缠结构的分形纠缠态资源;将初始量子比特集合按如下步骤进行多轮迭代操作:在每次迭代时,先对某些量子比特施加Hadamard门,再对选定量子比特之间施加受控非门CNOT与受控相位门CZ;在完成一次迭代操作后,根据对纠缠子集的随机抽测结果,剔除测量保真度未达要求的量子比特,仅保留高保真度部分,并让这些高保真度量子比特进入下一轮迭代操作;如此形成层层嵌套的分形结构:在第一层,量子比特通过初步的Hadamard门与少量CNOT门形成初级纠缠;在第二层,对第一层保留的量子比特再施加拓展性操作,使量子纠缠在空间范围上进一步扩散;在第三层及以上层次,对仍保持高保真度的量子比特继续执行受控相位门等操作,从而形成立体化的纠缠网络;在第k次迭代后,仍有一部分量子比特保持纠缠关联,且这些纠缠关联能够跨层次叠加,形成分形式的量子态布置,称为分形纠缠态资源;

将所述分形纠缠态资源分别分配给系统端和用户端;分配完成后,混沌调度器通过迭代计算生成测量基和量子门操作,使系统端与用户端分别对各自持有的分形纠缠态进行多层测量;将系统端与用户端的测量结果进行关联对比,并结合误码校正方式;若经统计阈值验证合格,则判定用户身份通过;

在身份验证通过后,对所述分形纠缠态进行多层测量以生成共享量子密钥,并根据混沌调度器输出的加密策略对数据进行分片加密与解密;

对分形纠缠态资源进行监测,当检测到异常时执行纠缠净化或密钥更新的自修复操作,在通信结束时回收剩余的分形纠缠态资源并清理混沌调度器的临时参数。

2.根据权利要求1所述的基于量子密钥分发的动态加密方法,其特征在于,在对所述量子比特集合执行多级量子门操作时,依次采用Hadamard门、受控非门和受控相位门并进行至少三次迭代,在每次迭代结束后选定部分量子比特进入下一层,从而在多层结构中形成纠缠关系。

3.根据权利要求1所述的基于量子密钥分发的动态加密方法,其特征在于,所述混沌调度器基于离散混沌方程迭代初始混沌参数,并在每次迭代中输出测量基与量子门操作的参数,使系统端与用户端在切割完成后将所述参数应用于各自的分形纠缠态资源进行多层测量。

4.根据权利要求1所述的基于量子密钥分发的动态加密方法,其特征在于,系统端与用户端对测量结果进行关联对比时,先行采用短码纠错或重复码纠错方式修正单比特误差,并在误码修正后根据所述统计阈值判断纠缠关联度是否达到合格标准,若纠缠关联度不低于所述统计阈值则确定用户身份通过。

5.根据权利要求1所述的基于量子密钥分发的动态加密方法,其特征在于,所述统计阈值为预先设定的纠缠保真度数值,当纠缠保真度数值高于或者等于所述统计阈值时确认用户身份通过。

6.根据权利要求1所述的基于量子密钥分发的动态加密方法,其特征在于,对所述分形纠缠态资源执行多层测量以生成所述共享量子密钥的过程中,按照层次依次施加量子门操作并记录各层测量结果,将所得比特序列通过哈希处理后合并为最终共享量子密钥。

7.根据权利要求1所述的基于量子密钥分发的动态加密方法,其特征在于,根据所述混沌调度器输出的加密策略对明文数据进行分片加密时,对每一数据分片选用从所述共享量子密钥中提取的子密钥段,并结合预设的分组模式执行对称加密与解密操作。

8.根据权利要求1所述的基于量子密钥分发的动态加密方法,其特征在于,在监测所述分形纠缠态资源的过程中,系统端以固定时间间隔抽取未测量的纠缠子态并进行多层测量,对测量得到的关联度与所述统计阈值进行比较,若所述关联度低于所述统计阈值则执行纠缠净化或密钥更新操作。

9.根据权利要求1所述的基于量子密钥分发的动态加密方法,其特征在于,在执行密钥更新操作时,对纠缠净化后的分形纠缠态资源再次施加量子门操作与多层测量,并按照初始密钥生成方式将测量结果进行哈希处理与纠缠关联度校验后得到新的共享量子密钥。

10.根据权利要求1所述的基于量子密钥分发的动态加密方法,其特征在于,在通信结束时,对剩余的分形纠缠态资源进行二次净化后回收,并删除混沌调度器的初始参数与迭代输出,以防止后续会话重复使用先前的测量基与量子门操作。