基于密文取非映射的信息传输方法和客户端与流程

本发明涉及信息安全传输技术领域，特别是指一种基于密文取非映射的信息传输方法和客户端。

背景技术：

随着通信技术的发展，网络的传输容量越来越大。一个高容量的、大速率的网络搬运大量的个人信息和隐私信息，如银行账户、商业机密等等，一旦这些信息被泄露将会造成如法估量的损失。因此，网络的安全性变得越来越重要。现有的网络的安全防护大多数都是从网络层考虑的忽略了网络中最薄弱的物理层。而且，现有的网络的物理层大多处于“不设防”的状态，存在着被窃听、被攻击和被篡改的重大安全隐患。随着量子计算的发展，传统加密技术手段受到挑战，增强光网络物理层安全防御能力具有重要的现实意义。量子噪声加密系统(quantumnoisestreamcipher，qnsc)利用激光器固有的量子噪声对数据进行直接加密，实现长跨距、大容量的物理层安全传输，与现有的光网络有很好的兼容性。然而，在量子噪声加密系统中量子噪声对密文不同比特位置的影响不同使得量子噪声加密系统有被攻破的可能性。

在传统光纤通信，光噪声造成信号接收质量下降，需要尽可能消除噪声带来的影响。但是，量子噪声加密技术巧妙利用光噪声作为随机源，用来加密信号的真实状态。其主要原理如图1所示，和传统光纤通信的主要区别是：传统通信基本远离噪声光通信机制设计，即传统通信光噪声造成接收质量下降，需要尽可能消除其影响；而在量子噪声加密技术中则巧妙利用光噪声作为随机源，加密信号物理状态。在图1中原始信号经过基的作用使得信号空间扩展，相邻信号之间的间距变小，由于通信过程中存在噪声，所以将扩展后的相邻信号掩盖，模糊，从而实现信号的加密。

由于量子噪声加密技术中量子噪声对密文不同比特位置的影响不同导致量子噪声加密技术有被快速相关攻击攻克的可能性。因此，为了很好的应对快速相关攻击，量子噪声扩散技术被提出。量子噪声扩散技术(qdm)通过将信号的相位进行更细分的划分，从而使得噪声淹没的信号状态数量增加来增加安全性。

图2展示了量子噪声扩散技术的基本原理，首先运行密钥将原始信号状态进行粗扩散，然后利用额外的密钥在粗扩散的基础上进行细扩散，增加信号分布的空间密度，从而增加量子噪声遮掩信号的状态数。接收端由于掌握加密时的运行密钥，能够利用二进制检测恢复信号，然而非法接收端由于噪声的存在使得它不得不在噪声的掩盖中判决信号，从而无法精确恢复出信号状态。

量子噪声扩散技术(qdm)通过将信号状态进行更加细的划分，增加噪声淹没的信号数量从而增加量子噪声加密技术传输的安全性，但是qdm技术仅仅是针对相位调制提出无法应用于幅度调制或正交幅度调制系统。

事实上，本发明的发明人发现，利用现有的量子噪声加密系统加密后的信号在幅度调制或正交幅度调制系统中，往往会出现量子噪声对不同比特位置的影响不同，由于量子噪声对密文不同比特位置的影响不同使得量子噪声加密技术容易被快速相关攻击攻破，使得加密系统的安全性受到很大威胁。

技术实现要素：

本发明提出了一种基于密文取非映射的信息传输方法和客户端，使得密文在传输过程中不同比特位的比特错误率达到平衡，密文的每个比特位置的比特错误率接近0.5(比特错误率的最大值)，从而提升系统的物理层安全防护性能。

基于上述目的，本发明提供一种基于密文取非映射的信息传输方法，包括：

在将信息基于量子噪声加密技术生成密文的过程中，记录生成密文的基的奇偶性；

基于记录的基的奇偶性，对相应密文保持不变或进行除最低比特位外的其它比特位的按位取非操作后经过信号调制向对端发送。

进一步，所述方法还包括：

所述对端对接收的信号进行解调后得到密文；

所述对端利用取非解映射得到的基，基于量子噪声加密技术对相应密文进行解密得到传输的信息；

其中，所述取非解映射得到的基，具体为所述对端对于本地产生的基，根据所述基的奇偶性，对所述基保持不变或进行除最低比特位外的其它比特位的按位取非操作后得到的。

其中，所述基于记录的基的奇偶性，对相应密文保持不变或进行除最低比特位外的其它比特位的按位取非操作，具体包括：

对于q路密文，若该q路密文对应的基为偶/奇数，则对该q路密文进行除最低比特位外的其它比特位的按位取非操作；若该q路密文对应的基为奇/偶数，则对该q路密文保持不变；

对于i路密文，若该i路密文对应的基为偶/奇数，则对该i路密文保持不变；若该i路密文对应的基为奇/偶数，则对该i路密文进行除最低比特位外的其它比特位的按位取非操作。

相应地，所述根据所述基的奇偶性，对所述基保持不变或进行除最低比特位外的其它比特位的按位取非操作，具体包括：

对于q路基，若判决出该q路的基为偶/奇数，则对该q路基进行除最低比特位外的其它比特位的按位取非操作；若判决该q路的基为奇/偶数，则对该q路基保持不变；

对于i路基，若判决出该i路的基为偶/奇数，则对该i路基保持不变；若判决该i路的基为奇/偶数，则对该i路基进行除最低比特位外的其它比特位的按位取非操作。

较佳地，在所述基于生成密文的基的不同，对所述密文进行或不进行除最低比特位外的其它比特位的按位取非操作之前，还包括：

根据密钥确定开关k值；以及

所述基于记录的基的奇偶性，对相应密文保持不变或进行除最低比特位外的其它比特位的按位取非操作，具体包括：

若k＝1，则在q路密文对应的基为偶/奇数时，对该q路密文进行除最低比特位外的其它比特位的按位取非操作；在该q路密文对应的基为奇/偶数时，对该q路密文保持不变；在i路密文对应的基为偶/奇数时，对该i路密文保持不变；在该i路密文对应的基为奇/偶数时，对该i路密文进行除最低比特位外的其它比特位的按位取非操作；

若k＝0，则在q路密文对应的基为奇/偶数时，对该q路密文进行除最低比特位外的其它比特位的按位取非操作；在该q路密文对应的基为偶/奇数时，对该q路密文保持不变；在i路密文对应的基为奇/偶数时，对该i路密文保持不变；在该i路密文对应的基为偶/奇数时，对该i路密文进行除最低比特位外的其它比特位的按位取非操作。

相应地，在所述根据所述基的奇偶性，对所述基保持不变或进行除最低比特位外的其它比特位的按位取非操作之前，还包括：

所述对端根据所述密钥确定开关k值；以及

所述根据所述基的奇偶性，对所述基保持不变或进行除最低比特位外的其它比特位的按位取非操作，具体包括：

若k＝1，则所述对端在判决本地的q路基为偶/奇数时，对该q路基进行除最低比特位外的其它比特位的按位取非操作；在判决该q路本地基为奇/偶数时，对该q路基保持不变；在判决本地i路基为偶/奇数时，对该i路基保持不变；在判决该i路基为奇/偶数时，对该i路基进行除最低比特位外的其它比特位的按位取非操作；

若k＝0，则在判决本地q路基为奇/偶数时，对该q路基进行除最低比特位外的其它比特位的按位取非操作；在判决该q路基为偶/奇数时，对该q路基保持不变；在判决本地i路基为奇/偶数时，对该i路基保持不变；在判决该i路基为偶/奇数时，对该i路基进行除最低比特位外的其它比特位的按位取非操作。

本发明还提供一种客户端，包括：数据发送模块，以及还包括：

加密模块，用于在将信息基于量子噪声加密技术生成密文的过程中，记录生成密文的基的奇偶性；

取非映射模块，用于基于记录的基的奇偶性，对相应密文保持不变或进行除最低比特位外的其它比特位的按位取非操作后输出至所述数据发送模块，由数据发送模块进行信号调制后向对端发送。

本发明还提供一种客户端，包括：用于对接收的信号进行解调并输出解调后得到的密文的数据接收模块，以及还包括：

取非解映射模块，用于对于本地产生的基，根据所述基的奇偶性，对所述基保持不变或进行除最低比特位外的其它比特位的按位取非操作后，输出取非解映射得到的基；

解密模块，用于利用所述取非解映射模块输出的基，基于量子噪声加密技术对所述数据接收模块解调得到的密文进行解密后得到传输的信息。

本发明的技术方案中，发送方可以对于信息加密后得到的密文，基于生成密文的基的奇偶性，决定是否将该密文进行除最低比特位外的其它比特位的按位取非操作或保持不变；再将经过取非操作后产生的新密文或保持不变的密文经过调制后进行信号发送。由于生成密文时的基的选择是随机的，由此，基的奇偶性也具有随机性，密文的高比特位也就可以随机择取是否进行取非操作，从而在传输过程中避免了高比特位相比于低比特位更不易变动的现象；亦即通过对qnsc输出的密文根据基的奇偶性不同进行相应的取非操作，使得相邻密文不同比特位置的差距达到最大，从而有利于扩散量子噪声对密文不同比特位置的影响，使得密文每个比特位置的比特错误率近似的等于0.5(比特错误率的最大值)，从而提升系统的物理层安全防护性能。

进一步，本发明的技术方案中，以密钥确定开关k值，以k值来决定取非操作的规则，从而可以对取非操作的规则依据k值进行随机变换，进一步提升系统的物理层安全防护性能。

附图说明

图1为现有技术的量子噪声加密技术原理的示意图；

图2为现有技术的量子噪声扩散技术的基本原理的示意图；

图3为本发明实施例提供的一种基于密文取非映射的信息传输方法的流程图；

图4为本发明实施例提供的第一客户端和第二客户端内部结构框图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照附图，对本发明进一步详细说明。

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能解释为对本发明的限制。

本技术领域技术人员可以理解，除非特意声明，这里使用的单数形式“一”、“一个”、“所述”和“该”也可包括复数形式。应该进一步理解的是，当我们称元件被“连接”或“耦接”到另一元件时，它可以直接连接或耦接到其他元件，或者也可以存在中间元件。此外，这里使用的“连接”或“耦接”可以包括无线连接或无线耦接。这里使用的措辞“和/或”包括一个或更多个相关联的列出项的全部或任一单元和全部组合。

需要说明的是，本发明实施例中所有使用“第一”和“第二”的表述均是为了区分两个相同名称非相同的实体或者非相同的参量，可见“第一”“第二”仅为了表述的方便，不应理解为对本发明实施例的限定，后续实施例对此不再一一说明。

本发明的发明人对应用现有的加密系统得到的密文进行的幅度调制或正交幅度调制的过程进行分析，发现通常数据的高比特位相比于低比特位更不易变动，而同时数据的高比特位经过幅度调制或正交幅度调制后得到的信号往往受量子噪声影响小，数据的低比特位则可以淹没于噪声中得到安全保护；从而出现量子噪声对密文不同比特位置的影响不同的现象，使得加密技术容易从高比特位被快速相关攻击攻破。

基于上述的分析，本发明的发明人考虑到，发送方可以对于信息加密后得到的密文，基于生成密文的基的奇偶性，决定是否将该密文进行除最低比特位外的其它比特位的按位取非操作或保持不变；再将经过取非操作后产生的新密文或保持不变的密文经过调制后进行信号发送。由于生成密文时的基的选择是随机的，由此，基的奇偶性也具有随机性，密文的高比特位也就可以随机择取是否进行取非操作，从而在传输过程中避免了高比特位相比于低比特位更不易变动的现象，使得密文不同比特位的比特错误率达到平衡；亦即通过对qnsc输出的密文根据基的奇偶性不同进行相应的取非操作，使得相邻密文不同比特位置的差距达到最大，从而有利于扩散量子噪声对密文不同比特位置的影响，使得密文不同比特位的比特错误率达到平衡，密文的每个比特位置的比特错误率近似的等于0.5，从而提升系统的物理层安全防护性能。

下面结合附图详细说明本发明实施例的技术方案。

对于相互通信的两个客户端，比如第一客户端和第二客户端，本发明实施例提供的一种基于密文取非映射的信息传输方法，具体流程如图3所示，包括如下步骤：

步骤s301：第一客户端在将信息基于量子噪声加密技术生成密文的过程中，记录生成密文的基的奇偶性。

具体地，在将信息基于量子噪声加密技术生成密文的过程中，可以使用随机产生的不同的基将信息映射为密文。例如，如图1所示的量子噪声加密技术中，可选择的基有4个，分别标记为#1、#2、#3、#4。利用基对信息加密的过程通常是，将待加密的1bit数据与基进行组合。例如，对于#1基(0000)，数据0对应密文00000，数据1对应密文10000，则利用#1基对数据加密并进行取非映射操作时有：，

取非映射后密文11111＝[0(数据0)+基(0000)]，

取非映射后密文01111＝[1(数据1)+基(0000)]。

对于#2基(0001)，数据0对应密文00001，数据1对应密文10001，则利用#2基对数据加密并进行取非映射操作后时有：

取非映射后密文00001＝[0(数据0)+基(0001)]，

取非映射后密文10001＝[1(数据1)+基(0001)]。

本发明中基的奇偶性可以根据基的编号次序来确定，比如，根据编号的奇偶性来确定：编号为奇数的基即确定为奇数的基，编号为偶数的基即确定为偶数的基。或者，基的奇偶性也可以根据基的最低电平的数值来确定：基的最低电平的数值为奇数则判定该基为奇数，否则为偶数。

随机产生的基的次序则可以是根据与对端(第二客户端)一致的密钥产生；也就是说，根据一致的密钥，对端(第二客户端)产生的基的次序是与第一客户端相同的。

由此，本步骤中，第一客户端在将信息基于量子噪声加密技术生成密文的过程中，对于当前生成密文所使用的基，可以根据该基的编号或最低电平的数值确定奇偶性后，记录生成该密文的基的奇偶性。

步骤s302：第一客户端基于记录的基的奇偶性，对相应密文保持不变或进行除最低比特位外的其它比特位的按位取非操作后经过信号调制向对端(第二客户端)发送。

本步骤中，作为一种较优的实施方式，第一客户端可以采取如下的根据基的奇偶性，对相应密文保持不变或进行除最低比特位外的其它比特位的按位取非操作的基本规则之一：

基本规则一：第一客户端对于q(正交)路密文，若该q路密文对应的基为偶数，则对该q路密文进行除最低比特位外的其它比特位的按位取非操作；若该q路密文对应的基为奇数，则对该q路密文保持不变；对于i(同相)路密文，若该i路密文对应的基为偶数，则对该i路密文保持不变；若该i路密文对应的基为奇数，则对该i路密文进行除最低比特位外的其它比特位的按位取非操作。

或者，基本规则二：第一客户端对于q路密文，若该q路密文对应的基为奇数，则对该q路密文进行除最低比特位外的其它比特位的按位取非操作；若该q路密文对应的基为偶数，则对该q路密文保持不变；对于i路密文，若该i路密文对应的基为奇数，则对该i路密文保持不变；若该i路密文对应的基为偶数，则对该i路密文进行除最低比特位外的其它比特位的按位取非操作。

通过对i路、q路密文不同的操作规则，增加窃听方截获信号后的破解难度，更进一步提高系统的信息传输安全性。

本步骤中，作为一种更优的实施方式，还可对上述的规则进行随机变换，例如，遵循如下的变换规则，从而更进一步提高系统的信息传输安全性：

变换规则一：第一客户端根据密钥确定开关k值；若k＝1，则第一客户端在q路密文对应的基为偶数时，对该q路密文进行除最低比特位外的其它比特位的按位取非操作；在该q路密文对应的基为奇数时，对该q路密文保持不变；在i路密文对应的基为偶数时，对该i路密文保持不变；在该i路密文对应的基为奇数时，对该i路密文进行除最低比特位外的其它比特位的按位取非操作；若k＝0，则在q路密文对应的基为奇数时，对该q路密文进行除最低比特位外的其它比特位的按位取非操作；在该q路密文对应的基为偶数时，对该q路密文保持不变；在i路密文对应的基为奇数时，对该i路密文保持不变；在该i路密文对应的基为偶数时，对该i路密文进行除最低比特位外的其它比特位的按位取非操作。

或者，变换规则二：若k＝1，则第一客户端在q路密文对应的基为奇数时，对该q路密文进行除最低比特位外的其它比特位的按位取非操作；在该q路密文对应的基为偶数时，对该q路密文保持不变；在i路密文对应的基为奇数时，对该i路密文保持不变；在该i路密文对应的基为偶数时，对该i路密文进行除最低比特位外的其它比特位的按位取非操作；若k＝0，则在q路密文对应的基为偶数时，对该q路密文进行除最低比特位外的其它比特位的按位取非操作；在该q路密文对应的基为奇数时，对该q路密文保持不变；在i路密文对应的基为偶数时，对该i路密文保持不变；在该i路密文对应的基为奇数时，对该i路密文进行除最低比特位外的其它比特位的按位取非操作。

具体地，可以根据密钥中的某一比特位的值确定开关k值，比如，根据密钥的最后一位比特位的值确定开关k值。当然，本领域技术人员也可设定其它根据密钥计算k值的方案，此处不再一一列举，这些方案也应视为本发明的保护范围内。

上述的除最低比特位外的其它比特位的按位取非操作具体可以是，除一低比特位外的其它比特位的按位取非操作，较佳地，可以是除最低比特位外的其它比特位的按位取非操作。

本步骤中，第一客户端基于记录的基的奇偶性，对相应密文保持不变或进行除最低比特位外的其它比特位的按位取非操作后，进行数模转换再进行信号的相干光正交幅度调制后向对端(第二客户端)发送。

步骤s303：第二客户端(即上述对端)对接收的信号进行解调后得到传输的密文。

具体地，第二客户端接收到第一客户端发送的正交幅度调制信号后，先对接收的信号进行相干光正交幅度解调再进行模数转换，多进制判决后得到传输的密文。

步骤s304：第二客户端利用取非解映射得到的基，基于量子噪声加密技术对相应密文进行解密得到传输的信息。

具体地，第二客户端利用由本地产生的原始基经取非解映射得到的基，基于量子噪声加密技术，对该原始基所对应的密文进行解密得到传输的信息；其中，所述取非解映射得到的基，具体为所述对端对于本地产生的基，根据所述基的奇偶性，对所述基保持不变或进行除最低比特位外的其它比特位的按位取非操作后得到的。

换言之，第二客户端在进行密文解密时，确定该密文所对应的原始基，进而利用该原始基经取非解映射得到的基对该密文进行解密。

事实上，由于第二客户端随机产生的基的次序则是与第一客户端相同的，因此，第二客户端接收到密文后，根据密文接收的顺序是可以对应出每个密文加密时所使用的基，从而对应出本地的原始基，进而对应出原始基经取非解映射得到的基，再利用该经取非解映射得到的基对该密文进行解密。

本步骤中，根据所述基的奇偶性，对所述基保持不变或进行除最低比特位外的其它比特位的按位取非操作的方法应是与上述步骤s302中第一客户端所采取的规则相应：

对于第一客户端采取第一基本规则的情况，第二客户端对于本地q路基，若该q路产生的基为偶数，则对q路基进行除最低比特位外的其它比特位的按位取非操作；若判决该q路基为奇数，则对该q路基保持不变；对于本地产生的i路基，若该i路基为偶数，则对该i路基保持不变；若该i路地基为奇数，则对该i路基进行除最低比特位外的其它比特位的按位取非操作。

对于第一客户端采取第二基本规则的情况，第二客户端对于产生的本地q路基，若该q路的基为奇数，则对该q路基进行除最低比特位外的其它比特位的按位取非操作；若判决该q路基为偶数，则对该q路基保持不变；对于产生的本地i路基，若该i路基为奇数，则对该i路基保持不变；若该i路的基为偶数，则对该i路基进行除最低比特位外的其它比特位的按位取非操作。

对于第一客户端采取第一变换规则的情况，第二客户端根据本地保存的、与第一客户端一致的密钥确定开关k值后，若k＝1，则第二客户端在判决本地的q路基为偶数时，对该q路基进行除最低比特位外的其它比特位的按位取非操作；在判决该q路基为奇数时，对该q路基保持不变；在判决本地的i路基为偶数时，对该i路基保持不变；在判决该i路基为奇数时，对该i路基进行除最低比特位外的其它比特位的按位取非操作；若k＝0，则在判决本地的q路基为奇数时，对该q路基进行除最低比特位外的其它比特位的按位取非操作；在判决该q路基为偶数时，对该q路基保持不变；在判决本地的i路基为奇数时，对该i路基保持不变；在判决该i路基为偶数时，对该i路基进行除最低比特位外的其它比特位的按位取非操作。

对于第一客户端采取第二变换规则的情况，第二客户端根据本地保存的、与第一客户端一致的密钥确定开关k值后，若k＝1，则第二客户端在判决本地的q路基为奇数时，对该q路基进行除最低比特位外的其它比特位的按位取非操作；在判决该q路基为偶数时，对该q路基保持不变；在判决本地的i路基为奇数时，对该i路基保持不变；在判决该i路基为偶数时，对该i路基进行除最低比特位外的其它比特位的按位取非操作；若k＝0，则在判决本地的q路基为偶数时，对该q路基进行除最低比特位外的其它比特位的按位取非操作；在判决该q路基为奇数时，对该q路基保持不变；在判决本地的i路基为偶数时，对该i路基保持不变；在判决该i路密文对应的为奇数时，对该i路基进行除最低比特位外的其它比特位的按位取非操作。

基于上述的基于密文取非映射的信息传输方法，上述的第一客户端的一种内部结构，可以如图4所示，包括：数据发送模块401、加密模块402、取非映射模块403。

其中，数据发送模块401用于进行信号的调制，具体可以是用于信号的正交幅度调制的正交幅度数据发送模块。

加密模块402用于在将信息基于量子噪声加密技术生成密文的过程中，记录生成密文的基的奇偶性；

取非映射模块403用于基于记录的基的奇偶性，对相应密文保持不变或进行除最低比特位外的其它比特位的按位取非操作后输出至所述数据发送模块，经所述数据发送模块进行信号调制后向对端发送。

上述的数据发送模块401具体可以是将取非映射模块403输出的密文经数模转换，再进行相干光正交幅度调制后输出；由此，数据发送模块401具体可以包括数模转换单元和相干光正交幅度调制单元。

具体地，取非映射模块403在基于记录的基的奇偶性，对相应密文保持不变或进行除最低比特位外的其它比特位的按位取非操作时，采用的规则是上述的基本规则一或二，或者变换规则一或二，此处不再赘述。

基于上述的基于密文取非映射的信息传输方法，上述的第二客户端的一种内部结构，可以如图4所示，包括：数据接收模块404、取非解映射模块405、解密模块406。

数据接收模块404用于对接收的信号进行解调，输出解调后得到的密文；具体地，数据接收模块404可以是对接收的信号进行正交幅度解调的正交幅度数据接收模块。

取非解映射模块405用于对于本地产生的基，根据所述基的奇偶性，对所述基保持不变或进行除最低比特位外的其它比特位的按位取非操作后，输出取非解映射得到的基；具体地，取非解映射模块405可以根据第一客户端的取非映射模块403进行取非操作时采用的规则进行相应操作，具体方法在上述步骤s304中已描述，此处不再赘述。

解密模块406用于利用所述取非解映射模块405输出的基，基于量子噪声加密技术对数据接收模块404解调得到的密文进行解密后得到传输的信息。

上述的数据接收模块404具体可以是将接收的信号先进行相干光正交幅度解调，再进行模数转换后输出。由此，数据接收模块404具体可以包括模数转换单元和相干光正交幅度解调单元。

进一步，上述的第一客户端中也可包括上述的数据接收模块404、取非解映射模块405、解密模块406。

上述的第一客户端和第二客户端之间可以是通过光纤通信的。

本发明实施例提供的客户端中各模块功能的具体实现方法，可参考上述图3所示流程中相应步骤里的具体方法描述，此处不再赘述。

本发明的技术方案中，发送方可以对于信息加密后得到的密文，基于生成密文的基的奇偶性，决定是否将该密文进行除最低比特位外的其它比特位的按位取非操作或保持不变；再将经过取非操作后产生的新密文或保持不变的密文经过调制后进行信号发送。由于生成密文时的基的选择是随机的，由此，基的奇偶性也具有随机性，密文的高比特位也就可以随机择取是否进行取非操作，从而在传输过程中避免了高比特位相比于低比特位更不易变动的现象；亦即通过对qnsc输出的密文根据基的奇偶性不同进行相应的取非操作，使得相邻密文不同比特位置的差距达到最大，从而有利于扩散量子噪声对密文不同比特位置的影响，使得密文的比特错误率近似的等于密文的错误率，从而提升系统的物理层安全防护性能。

进一步，本发明的技术方案中，以密钥确定开关k值，以k值来决定取非操作的规则，从而可以对取非操作的规则依据k值进行随机变换，进一步提升系统的物理层安全防护性能。

本技术领域技术人员可以理解，本发明中已经讨论过的各种操作、方法、流程中的步骤、措施、方案可以被交替、更改、组合或删除。进一步地，具有本发明中已经讨论过的各种操作、方法、流程中的其他步骤、措施、方案也可以被交替、更改、重排、分解、组合或删除。进一步地，现有技术中的具有与本发明中公开的各种操作、方法、流程中的步骤、措施、方案也可以被交替、更改、重排、分解、组合或删除。

所属领域的普通技术人员应当理解：以上任何实施例的讨论仅为示例性的，并非旨在暗示本公开的范围(包括权利要求)被限于这些例子；在本发明的思路下，以上实施例或者不同实施例中的技术特征之间也可以进行组合，步骤可以以任意顺序实现，并存在如上所述的本发明的不同方面的许多其它变化，为了简明它们没有在细节中提供。因此，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何省略、修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。