[實用新型]一種量子加密視頻會議終端和系統

有效

• 申請號: 201420149459.3
• 申請日: 2014-03-28
• 公開（公告）號: CN203859823U
• 公開（公告）日: 2014-10-01
• 發明（設計）人: 趙梅生;馮軍
• 申請（專利權）人: 北京廣域量子通信技術有限公司;天津宣捷智訊科技有限公司
• 主分類號: H04N7/15
• 分類號: H04N7/15;H04L9/00
• 代理公司: 天津濱海科緯知識產權代理有限公司 12211
• 代理人: 楊慧玲

技術領域

本實用新型涉及量子通信技術領域，尤其是涉及一種結合量子加密技術的視頻會議終端和視頻會議系統。?

背景技術

在視頻會議場合中，經常需要對視頻會議的內容進行加密，防止攻擊者通過某些技術手段窺測到會議的內容。在量子加密技術應用于視頻會議之前，部分視頻會議系統采用的加密技術在采集環節并未加密，而是待視頻數據采集到計算機主機后，再對其使用軟加密的方式，這種方式效率較低，甚至可能會影響視頻的流暢性；部分視頻會議在采集環節采用較容易被破解的基于數學難題算法復雜性的加密方式和密鑰。如果保密級別要求不高時尚可應對，隨著計算機技術的快速發展，CPU運算速度越來越快，破解能力越來越強，特別是未來可能出現的量子計算機，使得基于數學算法復雜度的視頻數據采集加密方式越來越難以滿足高保密等級場合下的視頻會議需要。?

量子加密技術（Quantum?Key?Distribution，此后簡寫為：QKD）是目前公認的唯一無條件安全的通信手段，有望從根本上解決通信安全這一經典網絡核心難題。其最早由C.Bennett和G.Brassard于1984年提出（Bennett?C.H.and?Brassard?G.1984Quantum?cryptography:public?key?distribution?and?coin?tossing?Proc.IEEE?Int.Conf.on?Computers,Systems?and?Signal?Processing）。他們所提出的方案被通稱為BB84協議，該協議的無條件安全性最早由D.Mayers（Mayers?D.Unconditional?security?in?quantum?cryptography.JACM,2001,48:351–406）證明，其后P.Shor等人給出了大大簡化的證明方案（Shor,P.W.and?J.Preskill,2000,Simple?Proof?of?Security?of?the?BB84Quantum?Key?Distribution?Protocol,Phys.Rev.Lett.85,441.）。?

BB84協議使用單光子量子態作為秘密信息的載體，但由于實際光源并非純粹的單光子源，往往會產生一定比例的多光子事件；這使得實際系統的安全性更加復雜。2004年，D.Gottesman等人給出了對非理想器件構成的QKD系統的安全性分析（Gottesman,D.,H.-K.Lo,N.L¨utkenhaus,and?J.Preskill,2004,Security?of?quantum?key?distribution?with?imperfect?devices,Quant.Inf.Comput.4,325.）。將非完美單光子源歸結為標記單光子方案，給出了最終的安全密碼提煉系數和各項參數的關系。但是，在D.Gottesman等人的分析中，對于如何估計標記單光子事件在全部測量事件中比例的上限沒有給出一個好的方法，這使得QKD的實際安全距離受到限制。?

2005年，王向斌和羅開廣同時獨立地給出了利用誘騙態方案準確分析多光子事件比例的方法（Wang,X.-B.,2005,Beating?the?Photon-Number-Splitting?Attack?in?Practical?Quantum?Cryptography,Phys.Rev.Lett.94,230503.Lo,H.-K.,X.Ma,and?K.Chen,2005,Decoy?State?Quantum?Key?Distribution,Phys.Rev.Lett.94,230504.），從而大大提高了實際QKD系統的安全距離，達到100公里以上，這使得QKD具備了實用化的價值。?

目前，光纖量子通信技術進入了實用化階段，已經應用于網絡化通信。組建QKD網絡的技術也已經十分成熟，可以在商用的光纖網絡上搭建QKD網絡。歐洲、美國、日本、中國等都搭建了QKD實驗網絡，網絡節點數可以達到數十個。?

但本領域技術人員在使用上述量子加密通信設備尤其是視頻會議設備時，發現存在如下缺點：?

在搭建視頻會議系統時，用戶處的音頻裝置、視頻裝置、網絡連接裝置、量子密鑰裝置（包括加解密加速模塊、量子密鑰存儲模塊等）等各部件都是獨立散列的器件，需要將這些獨立散列的器件與含有微處理器的中央控制單元的相應接口相連，組建非常復雜，而且測試、維護和管理比較分散，不易?整體管理；另外，如果有多個用戶與量子網關組成系統網絡時，組網更為復雜，管理、維護起來也更加困難。?

發明內容