[發明專利]一種抵御致盲攻擊的量子密鑰分發系統

有效

• 申請號: 201210229296.5
• 申請日: 2012-07-04
• 公開（公告）號: CN102739395A
• 公開（公告）日: 2012-10-17
• 發明（設計）人: 王虹;王金東;李華锃;魏正軍;張智明;劉頌豪
• 申請（專利權）人: 華南師范大學
• 主分類號: H04L9/08
• 分類號: H04L9/08
• 代理公司: 廣州粵高專利商標代理有限公司 44102
• 代理人: 禹小明

技術領域

本發明屬于量子密鑰分發領域，特別涉及一種抵御致盲攻擊的量子密鑰分發系統。

背景技術

量子密鑰分發具有理論上的無條件安全性，但是由于具體實現過程中，實際器件的非理想性所帶來的技術漏洞可以被竊聽者利用，比如，利用準單光子源所發出的脈沖包含多個光子的漏洞實施的光子數分束攻擊，準確獲知發送者（Alice）的光源的強度和泊松分布而使得Alice的光源成為非可信光源的攻擊，利用探測器效率失配而實施的偽態攻擊和時移攻擊，利用光學器件的反射光分析信源的編碼信息的大脈沖攻擊，利用強光操控探測器的致盲攻擊等等，因而量子密鑰分發的實際安全性成為目前研究的重要內容。

致盲攻擊是目前唯一利用現有技術成功的攻擊了商用量子通信系統的攻擊方案，可以獲得100%的密鑰信息而不被發現，引起了眾多研究者的興趣，相應的，防御方案也在不斷的被提出，比如，減小APD內部的電阻阻值，選擇合適的比較器閾值，測量光電流、溫度等參數，還有一種改進APD提高其安全性的一種技術——bit-mapped?gating等等，總體而言，目前國際上的研究小組的防御方案都集中在檢測探測器的參數變化或者如何改進APD這個器件上。

圖1為原始的量子密鑰分發系統示意圖，假設系統圖代表所有適用于致盲攻擊的系統，其中探測器D0響應代表“0”，探測器D1響應代表為“1”。此系統在致盲攻擊的情況下不能發現竊聽者（Eve）的存在。

發明內容

為了克服現有技術的不足，本發明提出一種抵御致盲攻擊的量子密鑰分發系統。本系統是在Bob接收端引入不等臂耦合器，使得系統的光學結構發生變化，探測器不能同時被致盲，從而發現致盲攻擊。

為實現上述目的，本發明的技術方案為：

一種抵御致盲攻擊的量子密鑰分發系統，包括發送端和接收端，所述發送端包括產生光子的單光子源SPS及編碼模塊，單光子源SPS發出的光子經編碼模塊編碼；所述接收端包括不等臂耦合器C1、第一接收端和第二接收端，所述編碼后的光子通過不等臂耦合器C1分別發送到第一接收端、第二接收端。

所述第一接收端包括第一解碼模塊、第一耦合器C11和探測器D01、D11，所述不等臂耦合器C1的一輸出端與第一解碼模塊的輸入端連接，第一解碼模塊的輸出端與第一耦合器C11的輸入端連接，第一耦合器C11的輸出端分別與探測器D01、D11連接；

所述第二接收端包括第二解碼模塊、第二耦合器C12和探測器D02、D12，所述不等臂耦合器C1的另一輸出端與第二解碼模塊的輸入端連接，第二解碼模塊的輸出端與第二耦合器C12的輸入端連接，第二耦合器C12的輸出端分別與探測器D02、D12連接；

所述第一耦合器C11、第二耦合器C12的分束比為?1:1。

所述不等臂耦合器C1的分束比為????????????????????????????????????????????????，其中或，式中是使探測器Di1發生響應的觸發脈沖的功率下限，是使探測器Di2不發生響應的觸發脈沖的功率上限，為0或1。

所述阻止致盲攻擊的條件為：或，其中式中是使探測器Di1發生響應的觸發脈沖的功率下限，是使探測器Di2發生響應的觸發脈沖的功率上限，其中為0或1。

本發明又一目的是提出一種抵御致盲攻擊的量子密鑰分發系統，包括發送端和接收端，所述發送端包括產生光子的單光子源及編碼模塊，單光子源SPS發出的光子經編碼模塊編碼；所述接收端包括解碼模塊、等比例耦合器C2、第一不等臂耦合器C21、第二不等臂耦合器C22，探測器D01、D11、D02、D12；所述解碼模塊的輸出端與等比例耦合器C2的輸入端連接，等比例耦合器C2的一輸出端與第一不等臂耦合器C21的輸入端連接，等比例耦合器C2的另一輸出端與第二不等臂耦合器C22的輸入端連接，所述第一不等臂耦合器C21分別連接探測器D01、D11；第二不等臂耦合器C22分別連接探測器D02、D12。

所述第一不等臂耦合器C21、第二不等臂耦合器C22的分束比為?，其中或，式中是使探測器Di1發生響應的觸發脈沖的功率下限，是使探測器Di2不發生響應的觸發脈沖的功率上限，為0或1。

所述阻止致盲攻擊的條件為或，其中式中是使探測器Di1發生響應的觸發脈沖的功率下限，是使探測器Di2發生響應的觸發脈沖的功率上限，其中為0或1。

有益效果：?

本發明通過改變接收端的光學解碼單元的結構來抵御致盲攻擊，本發明可以有效的抵御致盲攻擊，同時，對原始通信系統的影響很小。

附圖說明