Resumen
The present invention shows a method and an error correction system specially designed for the reconciliation of information of quantum key distribution systems (qkd, quantum key distribution). The error correction procedure is based on the use of ldpc (low-density parity-check) codes with information rate adapted to the error probability to be corrected. The adaptation is made by drilling and shortening of previously constructed ldpc codes. The invention allows a ldpc code to be adapted in real time to the error rate of an exchanged key, thus achieving a reconciliation efficiency close to the theoretical maximum value. (Machine-translation by Google Translate, not legally binding)
Reivindicaciones
1. 1. Método de comunicaciones para la reconciliación de información en 5 QKD mediante el uso de códigos LDPC adaptando la tasa de información para un canal BSC, entre un emisor A y un receptor 8, caracterizado por: 2. -enviar un mensaje x desde el emisor A por el canal BSC; 3. 1º -recibir un mensaje y en el receptor 8 correspondiente al mensaje enviado x; 4. -estimar en el emisor A para una tasa de error estimada e' y un código LDPC adaptado a e', la tasa de información R, el valor de acortado s y el valor de perforado p correspondientes; 5. - generar una cadena extendida x+ correspondiente al mensaje original x sin los p bits perforados, sustituidos por p bits aleatorios, y sin los s bits acortados, sustituidos por s bits públicos conocidos por emisor A y receptor 8; 6. -enviar al receptor 8, el síndrome de x+, s (x+) ; 7. -recibir en el receptor 8, 8. -decodificar en el receptor 8, la tasa de información R, el valor de acortados y 25 el valor de perforado p; 9. -generar una cadena extendida equivalente y+ correspondiente al mensaje recibido y sin los p bits perforados, sustituidos por p bits aleatorios, y sin los s bits acortados, sustituidos por s bits públicos conocidos por emisor A y receptor 10. 8· 11. ' 12. para determinar en cada momento el valor de acortados y de perforado p que optimiza la tasa de información R asociada a la tasa de error estimada e'. 13. 2. Método según la reivindicación 1, caracterizado por que la tasa de error estimada e', se calcula previamente en el emisor A, como el menor valor dentro del rango conocido de posibles valores para el error del canal; 14. 3. según la reivindicación 1 ó 2, caracterizado por que el receptor 8 envía un mensaje de confirmación al emisor A, indicando si es no-exitosa la decodificación del mensaje correspondiente a la cadena extendida x+. 15. 4. Método según la reivindicación 3, caracterizado por que, mientras el 16. mensaje de confirmación indica que la decodificación del mensaje es no-exitosa, el emisor A envía al menos uno de los bits perforados al receptor 8 para que decodifique de nuevo. 5. Método según la reivindicación 1 ó 2, caracterizado por que se realizan las siguientes operaciones con el mensaje y recibido por el receptor 8 5 -extraer una serie m (y) de t bits de forma aleatoria del mensaje recibido y, junto con sus posiciones en el mensaje recibido pos (y) ; - enviar, desde el receptor 8 hacia el emisor A, la serie de bits extraídos m (y) junto con sus posiciones pos (y) ; 1º 6. Método según la reivindicación 5, caracterizado por que se realizan las siguientes operaciones por el emisor A para determinar, la tasa de información R, el valor de acortado s y el valor de perforado p; 15 -extraer una serie m (x) de t bits a partir de sus posiciones recibido pos (y) para estimar la tasa de error e'= (m (x) +m (y) ) /t; en el mensaje 20 7. Método según la reivindicación 6, caracterizado por que para transmitir la clave secreta, el mensaje x enviado por el emisor A incluye t bits adicionales que son descartados por el receptor 8 del mensaje recibido y. 25 8. Sistema emisor para la reconciliación de información en QKD mediante el uso de códigos LDPC adaptando la tasa de información para un canal BSC caracterizado por que comprende: 30 35 -un módulo estimador (14) configurado para estimar los parámetros de tasa de error e', tasa de información R, valor de acortado s y valor de perforado p a partir de una cadena original x; -un módulo constructor (16) configurado para construir una cadena extendida x+ correspondiente al mensaje original x sin los p bits perforados, sustituidos por p bits aleatorios, y sin los s bits acortados, sustituidos por s bits públicos conocidos por emisor A y receptor 8; -un módulo calculador (18) configurado para calcular el síndrome s (x+) correspondiente a la cadena extendida x+ provista por el módulo constructor (16) . 40 9. Sistema emisor según la reivindicación 8, caracterizado por que comprende un generador pseudoaleatorio compartido (15) y un módulo generador aleatorio independiente (14) acoplados con el módulo estimador (14) y con el módulo constructor (16) . 10. Sistema receptor para la reconciliación de información en QKD mediante el uso de códigos LDPC adaptando la tasa de información para un canal BSC caracterizado por que comprende: 5 -un módulo estimador (24) configurado para estimar los parámetros de tasa de información óptima R, las posiciones de los p bits perforados, y las posiciones y valores de los s bits acortados a partir de una cadena recibida y; 1º -un módulo constructor (26) configurado para construir una cadena extendida y+ correspondiente al mensaje recibido y sin los p bits perforados, sustituidos por p bits aleatorios, y sin los s bits acortados, sustituidos por s bits públicos conocidos por emisor A y receptor 8; 15 -un módulo decodificador (28) configurado para decodificar la cadena extendida x+ a partir de la información suministrada por el módulo constructor (26) y por un generador aleatorio independiente ( 14) al generador pseudoaleatorio compartido (25) al que está acoplado dicho módulo decodificador (28) . 20 25 11. Sistema de comunicaciones para la reconciliación de información en QKD mediante el uso de códigos LDPC adaptando la tasa de información para un canal BSC caracterizado por que comprende: -un emisor A que comprende a su vez: -un módulo estimador (14) configurado para estimar los parámetros de tasa de error e', tasa de información R, valor de acortado s y valor de perforado p a partir de una cadena original x; 30 -un módulo constructor (16) configurado para construir una cadena extendida x+ correspondiente al mensaje original x sin los p bits perforados, sustituidos por p bits aleatorios, y sin los s bits acortados, sustituidos por s bits públicos conocidos por emisor A y receptor 8; 35 -un módulo calculador (18) configurado para calcular el síndrome s (x+) correspondiente a la cadena extendida x+ provista por el módulo constructor (16) ; - un receptor 8 que comprende a su vez: 40 -un módulo estimador (24) configurado para estimar los parámetros de tasa de información óptima R, las posiciones de los p bits perforados, y las posiciones y valores de los s bits acortados a partir de una cadena recibida y; 45 -un módulo constructor (26) configurado para construir una cadena extendida y+ correspondiente al mensaje recibido y sin los p bits perforados, sustituidos por p bits aleatorios, y sin los s bits acortados, sustituidos por s bits públicos conocidos por emisor A y receptor 8; 17. -un módulo decodificador (28) configurado para decodificar la cadena extendida x+ a partir de la información suministrada por el módulo constructor (26) y por un generador aleatorio independiente ( 14) al generador pseudoaleatorio compartido (25) al que está acoplado dicho módulo decodificador (28) .
