[發明專利]一種量子保密光通信的方法及系統

在審

• 申請號: 201710354216.1
• 申請日: 2017-05-18
• 公開（公告）號: CN107040376A
• 公開（公告）日: 2017-08-11
• 發明（設計）人: 馮勇華
• 申請（專利權）人: 烽火通信科技股份有限公司
• 主分類號: H04L9/08
• 分類號: H04L9/08
• 代理公司: 武漢智權專利代理事務所(特殊普通合伙)42225
• 代理人: 張凱

技術領域

本發明涉及通信技術領域，具體涉及一種量子保密光通信的方法及系統。

背景技術

隨著社會信息化革命不斷深入，網絡規模和應用迅速擴大，網絡安全問題變得日益嚴峻。網絡數據傳送層面的保密通信，一般通過加密算法對數據進行加密或利用具有保密特性的載波符號承載數據。由于現代數據加密系統不再強調算法的保密性而依賴于密鑰的保密性，安全密鑰管理成為保密通信系統安全的支點。量子密鑰分發系統，因其安全性由量子物理效應保證，是一種安全的密鑰管理方式。

現有技術中，通常只對數據進行加密，安全可靠性較差，因此，需要研發出更加安全可靠的加密方式，以保證數據傳輸的安全性。

發明內容

針對現有技術中存在的缺陷，本發明的目的在于提供一種量子保密光通信的方法，對數據和信道均進行加密，更加安全可靠。

為達到以上目的，本發明采取的技術方案是：

一種量子保密光通信的方法，包括如下步驟：

在發送端，量子密鑰分配系統生成數據密鑰和信道密鑰，并將所述數據密鑰和信道密鑰發送給接收端，使用所述數據密鑰對業務數據進行數據加密，將加密后的業務數據封裝成多個數據幀，使用所述信道密鑰對數據幀進行信道加密，對加密后的數據幀依次進行信道編碼和調制均衡處理，將加密后的數據幀轉換為光傳輸符號，所述光傳輸符號經傳輸信道傳送至接收端；

在接收端，對所述光傳輸符號依次進行調制恢復和信道解碼，根據接收到的信道密鑰對信道解碼后的數據進行信道解密處理并得到已解密的數據幀，提取已解密的數據幀的業務數據，根據接收到的數據密鑰對已解密的數據幀的業務數據進行數據解密，完成業務數據的傳輸。

在上述技術方案的基礎上，所述信道加密過程具體包括：

多個所述數據幀經過第一波長選擇交叉連接器后，輸出不同波長的數據幀信號；

量子密鑰分配系統輸出與所述數據幀信號數量相同的信道密鑰光信號，所有信道密鑰光信號經過第二波長選擇交叉連接器后，輸出不同波長的信道密鑰光信號，并對所述數據幀信號和信道密鑰光信號進行合波處理，完成信道加密。

在上述技術方案的基礎上，所述信道解密過程具體包括：對信道加密后的多個數據幀信號進行分波處理，分離得到數據幀信號和信道密鑰光信號，完成信道解密。

在上述技術方案的基礎上，第一波長選擇交叉連接器和第二波長選擇交叉連接器均連接有一控制器，兩個所述控制器分別控制數據幀信號的輸出波長和信道密鑰光信號的輸出波長，且所述數據幀信號和與所述數據幀信號合波的信道密鑰光信號的波長間隔大于2THZ。

在上述技術方案的基礎上，當數據幀信號波長為1260～1360nm時，信道密鑰光信號波長為1510nm。

在上述技術方案的基礎上，當數據幀信號波長為1530～1565nm時，信道密鑰光信號波長為1625nm。

在上述技術方案的基礎上，所述量子密鑰分配系統實時更新數據密鑰和信道密鑰。

本發明還提供了一種量子保密光通信的系統，包括：

量子密鑰分配系統，所述量子密鑰分配系統用于生成數據密鑰和信道密鑰，并將所述數據密鑰和信道密鑰從發送端發送給接收端；

數據加密單元，所述數據加密單元用于使用所述數據密鑰對業務數據進行數據加密；

映射成幀單元，所述映射成幀單元用于將加密后的業務數據封裝成多個數據幀；

信道加密單元，所述信道加密單元用于使用所述信道密鑰對數據幀進行信道加密；

數據處理單元，所述數據處理單元用于對加密后的數據幀依次進行信道編碼和調制均衡處理、將加密后的數據幀轉換為光傳輸符號、將所述光傳輸符號經傳輸信道傳送至接收端、以及對所述光傳輸符號依次進行調制恢復和信道解碼；

信道解密單元，所述信道解密單元用于根據信道密鑰對信道解碼后的數據進行信道解密處理，得到已解密的數據幀；

數據提取單元，所述數據提取單元用于提取已解密的數據幀的業務數據；

數據解密單元，所述數據解密單元用于根據數據密鑰對已解密的數據幀的業務數據進行數據解密。

在上述技術方案的基礎上，還包括多個數量相同的第一波長選擇交叉連接器和第二波長選擇交叉連接器，所述第一波長選擇交叉連接器用于將多個數據幀輸出為不同波長的數據幀信號，所述第二波長選擇交叉連接器用于將多個信道密鑰光信號輸出為不同波長的信道密鑰光信號。

在上述技術方案的基礎上，數據幀信號和與所述數據幀信號合波的信道密鑰光信號的波長間隔大于2THZ。