[發(fā)明專利]面向安全性分析的量子密鑰分發(fā)系統(tǒng)物理建模方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201710036623.8
• 申請日: 2017-01-18
• 公開（公告）號: CN106789036B
• 公開（公告）日: 2020-01-24
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 趙寶康;虞萬榮;王寶生;劉波;吳純青;毛席龍;趙鋒;韓彪;時向泉;陶靜;彭巖;原玉磊;劉博
• 申請（專利權(quán)）人: 中國人民解放軍國防科學(xué)技術(shù)大學(xué)
• 主分類號: H04L9/08
• 分類號: H04L9/08
• 代理公司: 44260 深圳市興科達(dá)知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司
• 代理人: 王翀

本發(fā)明提供了一種面向安全性分析的量子密鑰分發(fā)系統(tǒng)物理建模方法，針對量子密鑰分發(fā)系統(tǒng)中的單光子源、量子信道和單光子探測器三個部分的物理器件進(jìn)行建模，從而獲得實(shí)際物理系統(tǒng)輸出結(jié)果的仿真數(shù)據(jù)。在本發(fā)明設(shè)計的仿真系統(tǒng)中，量子密鑰分發(fā)系統(tǒng)的物理器件的參數(shù)可配置，因此能夠利用該仿真系統(tǒng)對不同的量子密鑰分發(fā)系統(tǒng)的物理器件進(jìn)行仿真。本發(fā)明設(shè)計的仿真系統(tǒng)由兩個客戶端軟件組成，分別為Alice端和Bob端。兩端均由物理器件仿真模塊、數(shù)據(jù)生成模塊和數(shù)據(jù)傳輸模塊構(gòu)成。量子密鑰分發(fā)技術(shù)已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了商業(yè)化，本發(fā)明設(shè)計的仿真系統(tǒng)具有較強(qiáng)的實(shí)用價值，應(yīng)用前景良好。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及面向安全性分析的量子密鑰分發(fā)系統(tǒng)物理建模方法。

背景技術(shù)

名詞解釋：

量子通信中通信雙方分別稱為Alice端和Bob端。其中，Alice端為光源端，由單光子源不斷發(fā)出單光子脈沖；Bob端為探測端，單光子探測器接收來自Alice端的光子，進(jìn)行測量。

量子密鑰分發(fā)基于量子力學(xué)的基本原理，具有理論上的絕對安全性。在國防、金融和政務(wù)方面扮演著不可替代的角色。世界上許多國家都已投入大量人力物力進(jìn)行研究。

隨著量子密鑰分發(fā)系統(tǒng)逐漸實(shí)用化，對其安全性分析也越來越重要。主流的做法是對量子密鑰分發(fā)系統(tǒng)進(jìn)行建模，然后進(jìn)行理論分析。然而，目前現(xiàn)存的建模方法都只停留在理論分析的層面，無法得到仿真的數(shù)據(jù)進(jìn)行量化分析。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是為了解決現(xiàn)存建模方法的不足，通過對配置物理系統(tǒng)的參數(shù)，計算仿真結(jié)果，獲得物理系統(tǒng)的仿真數(shù)據(jù)，從而可應(yīng)用于量化安全分析以及后處理算法的正確性研究。

本發(fā)明的目的是通過下述技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的。

a. Alice端根據(jù)配置的參數(shù)生成單光子源的模擬數(shù)據(jù)，通過網(wǎng)絡(luò)發(fā)送給Bob端。

b. Bob端對不同的物理器件建立數(shù)學(xué)模型，根據(jù)配置的參數(shù)，計算出單光子源、量子信道以及單光子探測器的損耗和工作效率。

c. Bob端接收來自Alice端的字節(jié)碼數(shù)據(jù)。

d. Bob端根據(jù)物理器件的工作效率，結(jié)合來自Alice的數(shù)據(jù)，計算出單光子探測器得到不同測量結(jié)果的概率。

e. Bob端根據(jù)概率分布分配測量結(jié)果，得到仿真數(shù)據(jù)。

與現(xiàn)有仿真模型相比，本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于：

(1)本發(fā)明能夠?qū)Σ煌牧孔用荑€分發(fā)系統(tǒng)中的物理器件進(jìn)行仿真建模，具有通用性。

(2)本發(fā)明能夠生成仿真數(shù)據(jù)，可以對物理系統(tǒng)進(jìn)行量化安全分析。同時，可以用于量子密鑰分發(fā)后處理中的誤碼協(xié)商算法的正確性研究。

附圖說明

圖1是本發(fā)明所述的面向安全性分析的量子密鑰分發(fā)系統(tǒng)物理建模方法的軟件結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是本發(fā)明所述的面向安全性分析的量子密鑰分發(fā)系統(tǒng)物理建模方法的軟件流程圖。

圖3是本發(fā)明所述的面向安全性分析的量子密鑰分發(fā)系統(tǒng)物理建模方法的數(shù)據(jù)格式。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合說明書附圖和具體實(shí)施對本發(fā)明做進(jìn)一步地詳細(xì)說明。圖1為本發(fā)明所述面向安全性分析的量子密鑰分發(fā)系統(tǒng)物理建模方法的軟件結(jié)構(gòu)示意圖，圖2為本發(fā)明所述面向安全性分析的量子密鑰分發(fā)系統(tǒng)物理建模方法的軟件流程圖。圖3為本發(fā)明所述面向安全性分析的量子密鑰分發(fā)系統(tǒng)物理建模方法的數(shù)據(jù)格式。