[發明專利]一種電力量子保密通信系統偏振成碼率的測試方法及系統

有效

• 申請號: 201611180578.5
• 申請日: 2016-12-19
• 公開（公告）號: CN106789011B
• 公開（公告）日: 2020-09-18
• 發明（設計）人: 高德荃;王棟;李國春;陳智雨;趙子巖;葛冰玉;王一蓉;李雪彩
• 申請（專利權）人: 北京中電普華信息技術有限公司;國家電網有限公司;國家電網有限公司信息通信分公司;國網電力信息通信有限公司
• 主分類號: H04L9/08
• 分類號: H04L9/08;H04L12/26;H04L29/06
• 代理公司: 北京集佳知識產權代理有限公司 11227
• 代理人: 羅滿

本發明公開了一種電力量子保密通信系統偏振成碼率的測試方法及系統，包括預先設置多種類型的關于電網環境參數的測試用例；檢查測試環境和測試樣本，并在接收到用戶的測試請求后根據測試請求選擇目標測試用例；控制電力量子通信系統在目標測試用例下將測試樣本生成對應的量子密鑰以進行電力業務信息的量子密鑰加密傳輸，并記錄測試結果。本方法通過設置多種類型的測試用例，旨在克服電力通信組網復雜、空間跨度大、電磁輻射影響、受自然環境因素干擾大等難題，開展模擬電網環境下量子保密通信系統的量子信號性能測試工作，從而實現測試電網環境下量子保密通信系統的運行狀況和各項性能指標，驗證量子保密通信系統應用于電網業務中的可行性。

技術領域

本發明涉及量子保密通信技術和電力通信領域，特別是涉及一種電力量子保密通信系統偏振成碼率的測試方法及系統。

背景技術

隨著全球能源互聯網的發展，特高壓骨干網架進一步完善，各種集中式、分布式電源高速建設，電動汽車等柔性負荷逐步接入，電網源網荷互動日益頻繁，承載電網各種生產控制業務實時信息的電力通信網絡架構日趨復雜，面臨的安全風險與日俱增。同時，隨著國家電網公司運營管理工作的持續發展，各種“互聯網+”新型業務模式不斷涌現，信息內、外網環境更加復雜，與互聯網聯系日益緊密，通信信息也同樣面臨著嚴峻的安全威脅。此外隨著高性能計算能力的提升，基于國家保密算法的傳統安全加密機制也面臨著被破解的風險。

量子保密通信技術是以量子密鑰分發(quantum key distribution，QKD)為核心，基于量子不可克隆原理，通過單光子信號的量子通信協議，以“一次一密”的方式實現用戶間無條件的安全通信，極大提高通信傳輸網絡的安全水平。圖1為現有技術中量子保密通信系統的結構圖。如圖1所示，量子保密通信系統主要由量子密鑰終端(Alice和Bob)和量子加密/解密終端組成。系統工作原理如下：

量子保密通信技術主要通過利用單光子不可分割、量子態不可復制的原理特性實現通信雙方間的安全密鑰分發，解決對稱加密算法中密鑰分發的安全性問題，實現傳輸數據的安全加密通信。在圖1中，量子密鑰終端Alice負責生成單光子量子信號，量子密鑰終端Bob通過量子信道負責接收單光子量子信號。量子密鑰終端Alice和量子密鑰終端Bob兩者通過協商信道進行交互協商共同產生量子密鑰，并且分別存儲密鑰于2個終端。在數據進行傳輸時，量子加密終端按次有序地從量子密鑰終端Alice請求提取密鑰，然后對數據進行加密處理，一次取一密，加密后的密文通過經典信道傳輸給量子解密終端，按照量子通信協議機制，量子密鑰終端Bob提供密鑰給量子解密終端進行數據的解密處理，最終實現數據的安全傳輸。

目前，基于量子保密通信技術的安全性，相關研究人員提出將量子保密通信技術應用在電力行業內，即利用量子通信系統進行電網相關數據的傳輸，從而提高電網通信網絡的安全性。但是該技術還停留在理論層面，并未應用在實際應用中，主要原因是因為承載量子信道的電力光纖線路具有很大的復雜性，電力通信網具有通信站點多、空間距離跨度大、架空光纜線路長、線路電磁環境復雜等顯著特性。因此，量子保密通信技術在混雜的電力通信網絡中的應用具有很大不確定性，量子信號受通信介質以及內外部因素影響較大，因此，如何將量子保密通信技術應用在電網通信網絡中還缺乏相關的數據支持和測試驗證，這也是本領域技術人員亟待解決的問題。

發明內容

本發明的目的是提供一種電力量子保密通信系統偏振成碼率的測試方法及系統，用于為量子保密通信技術應用在電力業務信息中提供相關的數據支持和測試驗證。

為解決上述技術問題，本發明提供一種電力量子保密通信系統偏振成碼率的測試方法，包括：

S1：預先設置多種類型的關于電網環境參數的測試用例；

S2：檢查測試環境和測試樣本，并在接收到用戶的測試請求后根據所述測試請求選擇目標測試用例；

S3：控制電力量子通信系統在所述目標測試用例下將所述測試樣本生成對應的量子密鑰以進行電力業務信息的量子密鑰加密傳輸，并記錄測試結果。