[發明專利]連續變量量子密鑰分發系統及其同步實現方法

有效

• 申請號: 201210181340.X
• 申請日: 2012-06-04
• 公開（公告）號: CN102724036A
• 公開（公告）日: 2012-10-10
• 發明（設計）人: 申澤源;肖俊俊;何廣強;曾貴華
• 申請（專利權）人: 上海交通大學
• 主分類號: H04L9/08
• 分類號: H04L9/08;H04L27/26
• 代理公司: 上海漢聲知識產權代理有限公司 31236
• 代理人: 郭國中

1.一種連續變量量子密鑰分發系統，由光路部分和電路控制部分構成，其特征在于：

所述光路部分主要由激光器、衰減器、分束器、偏振控制器、幅度控制器、相位控制器和耦合器組成，激光器產生激光，激光出來后經過衰減器，衰減后的激光被分束器分成2束，1束經過偏振控制器、幅度控制器、相位控制器，然后與另外1束在耦合器相遇并耦合成1束激光；

所述電路控制部分主要由真隨機密鑰產生器、模擬電壓輸出控制電路和觸發時鐘電路組成，真隨機密鑰產生器產生密鑰，然后由模擬電壓輸出控制電路傳遞給光路器件，觸發時鐘電路是單獨用來觸發激光器的；

發送端：觸發時鐘信號產生觸發電平來觸發激光器發出激光脈沖，激光脈沖經過衰減器后大幅度衰減成準單光子信號，準單光子信號經過1:99的分束器分成2束信號，1束信號作為信息信號經過偏振控制器來調整光子的偏振，然后通過幅度控制器、相位控制器；幅度控制器和相位控制器把真隨機密鑰調制到光子載體上，然后與另外1束光在耦合器里面耦合成1束光傳送至光纖里面；其中真隨機密鑰是由真隨機密鑰產生器產生，真隨機密鑰通過模擬電壓輸出控制電路輸出到振幅調制器和相位調制器上；

接收端：光纖中的信號通過動態偏振控制器調整偏振，然后通過偏振分束器分成2束，1束經過相位調制器和偏振調制器進行失真補償，然后與另1束一起進入分束器進行相干檢測。

2.根據權利要求1所述的連續變量量子密鑰分發系統，其特征在于：所述幅度控制器、相位控制器調制范圍決定字符同步幀和標志幀。

3.一種權利要求1所述的連續變量量子密鑰分發系統同步實現方法，其特征在于包括步驟如下：

（1）、連續變量量子密鑰分發端依據偏振控制器、幅度控制器的調節范圍，發送字符同步序列幀；

（2）、連續變量量子密鑰接收端從相干檢測器輸出信號中采樣，并且提取每一個脈沖的峰值，進行位同步；

（3）、在位同步成功的基礎上，連續變量量子密鑰接收端根據噪聲漲落水平，選擇交替數據判決門限，開始找字符開始時刻；對發送端發來的同步序列幀進行判斷，如果位同步沒有成功，繼續執行步驟（2）；

（4）、若找到字符開始時刻，接收端向發送端發送字符同步幀成功信號，并且開始檢測標志幀，接收端接收到信號后，停止發送字符同步幀，轉而發送標志幀，然后進去步驟（5）；若沒有找到字符開始時刻，繼續執行步驟（3）；

（5）、若檢測到標志幀，則連續變量量子密鑰分發系統同步成功，通信開始；若沒有檢測到標志幀，則通信失敗，重步驟（1）重新開始。

4.根據權利要求3所述的連續變量量子密鑰分發系統同步實現方法，其特征在于所述發送端中分發密鑰端調制器件調制范圍-V₁～+V₁，設計字符同步幀來進行尋找到字符準確的開始時刻，字符同步幀結構：取N₁個點作為第一節，前N₂個點設計為-V₁、+V₁的交替數據，后（N₁-N₂）個點的數據取為0，N₁大于N₂，第二節至第十節，每一節取N₁個點，并且每個點的數據都為0，這十節數據組成一個字符同步幀，即字符同步幀（-V₁，+V₁，-V₁，+V₁，……-V₁，+V₁，0,0,0,0，……，0，），（0,0，……，0，）（0,0，……，0，）……（0,0，……，0，）。