基于元胞自动机的高速保密增强算法FPGA实现OA北大核心

作为量子通信后处理部分的重要步骤,保密增强过程能够消除量子密钥分发过程中可能出现的信息泄露,以实现量子密钥分发系统的无条件安全性。为降低硬件资源消耗、提高算法的安全成码率,本研究采用现场可编程门阵列(FPGA),实现了一种基于元胞自动机的高速保密增强算法,通过对算法进行符合FPGA硬件特性的改进和流水线结构优化,使得该方案相较于需要庞大矩阵乘法运算的Toeplitz矩阵方案在速度上有较大的优势。该方案在实时传输协商密钥的情况下,能适应任意长度的输入密钥和0~1之间的任意分数压缩比例;该方案采用256阶的元胞自动机处理1.28 Mbits输入密钥,在压缩比例为0.5时,最大安全成码率可达到1540 Mbits/s。