[發明專利]量子密鑰分發系統中門控探測器致盲漏洞檢測方法及裝置

有效

• 申請號: 201911056452.0
• 申請日: 2019-10-31
• 公開（公告）號: CN110830247B
• 公開（公告）日: 2022-04-22
• 發明（設計）人: 黃安琪;武志豪;吳俊杰;徐平;強曉剛;丁江放;鄧明堂;付祥
• 申請（專利權）人: 中國人民解放軍國防科技大學
• 主分類號: H04L9/08
• 分類號: H04L9/08
• 代理公司: 南京瑞弘專利商標事務所(普通合伙) 32249
• 代理人: 彭雄

1.一種量子密鑰分發系統中門控探測器致盲漏洞檢測裝置，其特征在于：包括致盲脈沖光發生模塊、觸發脈沖光發生模塊、量子信號截取模塊、經典信號截取模塊、時鐘同步模塊，其中：

所述時鐘同步模塊用于同步門控探測器的門信號、致盲脈沖光發生模塊以及觸發脈沖光發生模塊的激勵信號，從而使得門信號、致盲脈沖光以及觸發光脈沖的相對時間關系可控，并確保所有的致盲脈沖光打在門信號外、觸發光脈沖打在門信號內；

致盲脈沖光發生模塊，用于產生多組的致盲脈沖打在門控探測器的門信號之外，且致盲脈沖的組與組間的間距、脈沖強度、每組所包含的脈沖數量都能調節，使每一組致盲脈沖在理論上足以暫時致盲門控探測器，同時獲取致盲時間；若通過調節致盲脈沖光發生模塊的致盲脈沖的強度、組與組間距、組內脈沖數量，使得每一組致盲脈沖在理論上足以暫時致盲門控探測器，且門控探測器未能發現致盲攻擊的存在，則判定門控探測器的致盲漏洞可能存在；

觸發脈沖光發生模塊，產生一個觸發光脈沖，該脈沖強度能調節，用于輔助判斷致盲脈沖光是否造成了門控探測器在一定時間內的致盲，以及判斷在致盲時間內門控探測器是否能100％成功率被控制；

量子信號截取模塊，用于截獲合法發送方發送的光子并測量一個量子信號，并對探測結果進行編碼，作為偽態信號轉發給合法接收方；

經典信號截取模塊，用于截獲量子密鑰分發系統中合法發送方和合法接收方的后處理信息，對比雙方在每一輪通信中選擇的基是否相同，根據相同結果來保存的探測結果的有效部分進行提取，從而獲取雙方協商得到的密鑰；若成功竊取正確密鑰，則判定該量子密鑰分發系統能被偽態攻擊并竊取信息。

2.根據權利要求1所述量子密鑰分發系統中門控探測器致盲漏洞檢測裝置，其特征在于：判斷在致盲時間內門控探測器是否能100％成功率被控制的方法：

根據觸發光脈沖的激勵信號調節觸發脈沖光發生模塊，使得其產生的一個觸發光脈沖為單光子水平，且該觸發光脈沖打在致盲時間內的某個門控探測器的門信號內；觀察觸發光脈沖是否造成門控探測器在相應時間出現計數；根據觸發光脈沖的激勵信號調節觸發脈沖光發生模塊，再次將其產生的觸發光脈沖打在上述的致盲時間內的某個門控探測器的門信號內；此時，調節觸發光脈沖的強度，通過觀察門控探測器輸出信號某個強度使得觸發光脈沖以100％的概率在相應時間觸發門控探測器計數，將該觸發光脈沖能量記為E1；同理，記錄在該時間以0％的概率造成計數的觸發光脈沖的能量記為E2，依此法記錄整個致盲時間內所有時刻的E1、E2；利用記錄的E1、E2標定出門控探測器能被攻擊者以100％的成功率控制的時間；在致盲時間內，標定門控探測器能被攻擊者以100％的成功率控制的時間的標準為：該時間內記錄所得的E1小于兩倍的E2；若存在門控探測器能被攻擊者以100％的成功率控制的時間，則判定門控探測器致盲漏洞存在且門控探測器能被攻擊者以100％的成功率控制；否則判定門控探測器致盲漏洞存在且門控探測器只能被攻擊者概率性控制。

3.根據權利要求1所述量子密鑰分發系統中門控探測器致盲漏洞檢測裝置，其特征在于：若滿足下述條件，則判定該量子密鑰分發系統能被偽態攻擊并竊取密鑰：對于任意一輪通信，若量子信號截取模塊的測量基與合法發送方、合法接收方選取的編碼、測量基相同，則量子信號截取模塊在該輪通信中測得的結果與合法發送方、合法接收方選取的編碼信息、探測結果相同；否則合法接收方沒有測得任何信息。