[發(fā)明專利]一種量子密鑰分配系統(tǒng)與方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201710135143.7
• 申請(qǐng)日: 2017-03-08
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN106850213B
• 公開(kāi)（公告）日: 2023-08-25
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 宋蕭天;葉志寧
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 浙江九州量子信息技術(shù)股份有限公司
• 主分類號(hào): H04L9/08
• 分類號(hào): H04L9/08
• 代理公司: 暫無(wú)信息
• 代理人: 暫無(wú)信息

一種量子密鑰分配系統(tǒng)，包括發(fā)射端與接收端，所述發(fā)射端包括發(fā)射端驅(qū)動(dòng)板、信號(hào)激光器、同步激光器、強(qiáng)度調(diào)制器、保偏分束器、第一可調(diào)衰減器、第二可調(diào)衰減器以及發(fā)射端波分復(fù)用器，所述接收端包括接收端驅(qū)動(dòng)板、接收端波分復(fù)用器、同步探測(cè)器、偏振分束器、保偏分束器以及單光子探測(cè)器，所述接收端波分復(fù)用器通過(guò)量子信道連接發(fā)射端波分復(fù)用器，本發(fā)明還提供一種量子密鑰分配方法。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明通過(guò)在接收端增加一個(gè)偏振分束器，將信號(hào)光分解為兩個(gè)垂直的偏振態(tài)，利用保偏光纖干涉環(huán)完成各自偏振態(tài)下的干涉，得到較好的干涉結(jié)果，同時(shí)摒棄了糾偏系統(tǒng)，簡(jiǎn)化了系統(tǒng)冗雜度，也降低了生產(chǎn)成本。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及光傳輸安全通信技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種量子密鑰分配系統(tǒng)與方法。

背景技術(shù)

隨著互聯(lián)網(wǎng)的大范圍普及，人類之間的信息傳遞達(dá)到了前所未有的數(shù)量和頻率，各種隱私信息越來(lái)越多地暴露在互聯(lián)網(wǎng)上，因此，人類對(duì)保密通信的需求也到了前所未有的高度。現(xiàn)在的互聯(lián)網(wǎng)信息安全的加密方式稱為“公開(kāi)密鑰”密碼體系，其原理是通過(guò)加密算法，生成網(wǎng)絡(luò)上傳播的公開(kāi)密鑰，以及留在計(jì)算機(jī)內(nèi)部的私人密鑰，兩個(gè)密鑰必須配合使用才能實(shí)現(xiàn)完整的加密和解密過(guò)程。

現(xiàn)代互聯(lián)網(wǎng)使用的加密標(biāo)準(zhǔn)是20世紀(jì)70年代誕生的RSA算法，即利用大數(shù)的質(zhì)因子分解難以計(jì)算來(lái)保證密鑰的安全性。

量子密鑰分配是1984年物理學(xué)家Bennett和密碼學(xué)家Brassard提出了基于量子力學(xué)測(cè)量原理的BB84協(xié)議，量子密鑰分配可以從根本上保證了密鑰的安全性。

現(xiàn)有技術(shù)中量子密鑰在發(fā)射端產(chǎn)生信號(hào)光，經(jīng)過(guò)傳統(tǒng)的量子信道傳輸過(guò)程中，由于經(jīng)過(guò)光纖信道雙折射等作用，其偏振態(tài)會(huì)有較大變化，影響光信號(hào)后期的干涉效果，會(huì)造成整體密鑰的丟失，目前，為了解決上述問(wèn)題會(huì)在接收端增加糾偏系統(tǒng)，通過(guò)糾偏系統(tǒng)來(lái)還原光信號(hào)的偏振態(tài)，但是糾偏系統(tǒng)需要復(fù)雜的硬件以及軟件部分組成，給整個(gè)密鑰分配系統(tǒng)帶來(lái)了整體系統(tǒng)的復(fù)雜度以及提高了生產(chǎn)成本。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明目的在于提供一種量子密鑰分配系統(tǒng)與方法，以解決現(xiàn)有技術(shù)中為了解決信號(hào)光在量子信道中傳輸偏振態(tài)變化的問(wèn)題會(huì)在接收端增加糾偏系統(tǒng)，通過(guò)糾偏系統(tǒng)來(lái)還原光信號(hào)的偏振態(tài)，但是糾偏系統(tǒng)需要復(fù)雜的硬件以及軟件部分組成，給整個(gè)密鑰分配系統(tǒng)帶來(lái)了整體系統(tǒng)的復(fù)雜度以及提高了生產(chǎn)成本的技術(shù)性缺陷。

本發(fā)明的技術(shù)方案是這樣實(shí)現(xiàn)的：

一種量子密鑰分配系統(tǒng)，包括發(fā)射端與接收端，所述發(fā)射端與接收端通過(guò)量子信道連接，所述發(fā)射端包括發(fā)射端驅(qū)動(dòng)板、信號(hào)激光器、同步激光器、強(qiáng)度調(diào)制器、第一保偏分束器、第二保偏分束器、第一可調(diào)衰減器、第二可調(diào)衰減器以及發(fā)射端波分復(fù)用器，所述信號(hào)激光器依次連接強(qiáng)度調(diào)制器、第一保偏分束器、第二保偏分束器、第一可調(diào)衰減器以及發(fā)射端波分復(fù)用器，所述同步激光器依次連接第二可調(diào)衰減器以及發(fā)射端波分復(fù)用器，所述第一可調(diào)衰減器與第二可調(diào)衰減器連接發(fā)射端波分復(fù)用器的同一端，所述第一保偏分束器分別通過(guò)長(zhǎng)臂保偏光纖以及短臂保偏光纖與第二保偏分束器連接，所述長(zhǎng)臂保偏光纖中連接有相位調(diào)節(jié)器，發(fā)射端驅(qū)動(dòng)板分別連接信號(hào)激光器、強(qiáng)度調(diào)制器、相位調(diào)節(jié)器、同步激光器、第一可調(diào)衰減器以及第二可調(diào)衰減器；

所述接收端包括接收端驅(qū)動(dòng)板、接收端波分復(fù)用器、同步探測(cè)器、偏振分束器、第三保偏分束器、第四保偏分束器以及單光子探測(cè)器，所述接收端波分復(fù)用器通過(guò)量子信道連接發(fā)射端波分復(fù)用器，所述接收端波分復(fù)用器的另一端分別連接同步探測(cè)器與偏振分束器，所述偏振分束器依次連接第三保偏分束器與第四保偏分束器，所述第三保偏分束器分別通過(guò)長(zhǎng)臂保偏光纖以及短臂保偏光纖與第四保偏分束器連接，所述長(zhǎng)臂保偏光纖中連接有相位調(diào)節(jié)器，所述第四保偏分束器的另一端連接單光子探測(cè)器，所述接收端驅(qū)動(dòng)板分別連接同步探測(cè)器、相位調(diào)節(jié)器以及單光子探測(cè)器。

優(yōu)選地，所述量子信道為單模光纖。