[發明專利]基于差分相移的連續變量量子密鑰分發系統及方法

有效

• 申請號: 202011554404.7
• 申請日: 2020-12-24
• 公開（公告）號: CN112511300B
• 公開（公告）日: 2022-04-08
• 發明（設計）人: 黃端;杜鴻瑋
• 申請（專利權）人: 中南大學
• 主分類號: H04L9/08
• 分類號: H04L9/08
• 代理公司: 長沙永星專利商標事務所(普通合伙) 43001
• 代理人: 周詠;米中業

本發明公開了一種基于差分相移的連續變量量子密鑰分發系統，包括量子密鑰發送端、光纖信道和量子密鑰接收端；量子密鑰發送端產生脈沖激光，進行隨機相位調制和信號衰減后得到調制好的量子信號；光纖信道將量子信號發送至量子密鑰接收端；量子密鑰接收端將接收到的信號進行正交分量X和正交分量P的隨機選擇，提取本振光用于時鐘同步，然后進行平衡零差探測得到結果，并進行后處理。本發明還公開了所述基于差分相移的連續變量量子密鑰分發系統的方法。本發明將離散量子變量量子密鑰分發的差分相移方法應用到了連續變量量子變量量子密鑰分發中，使得該量子密鑰分發過程中可靠性高、性能較好且成本低廉、實施方便。

技術領域

本發明具體涉及一種基于差分相移的連續變量量子密鑰分發系統及方法。

背景技術

目前通信在我國的發展非常迅速，在生產生活中離不開大量的通信系統；而采用傳統的通信方式，容易被外界竊取信息，無法滿足保護個人隱私、商業機密和技術秘密等涉密需求。因此，信息安全在當前的社會發展中日趨重要。

量子密鑰分發的一個最重要的，也是最獨特的性質是：如果有第三方試圖竊聽密碼，則通信的雙方便會察覺。這種性質基于量子力學的基本原理：任何對量子系統的測量都會對系統產生干擾。第三方試圖竊聽密碼，必須用某種方式測量它，而這些測量就會帶來可察覺的異常。通過量子疊加態或量子糾纏態來傳輸信息，通信系統便可以檢測是否存在竊聽。量子通信及其保密性受到社會各界的廣泛關注。量子密鑰分發在目前的通信方式中安全性最好。

連續變量量子密鑰分發作為量子密碼通信的一種重要的實現方式，具有密鑰生成率高、實現成本低、部署方便等優點。尤其是其具有能夠與現有光網絡進行融合的能力，可以保證傳輸的量子信號不被經典光信號破壞。

但是，連續變量量子密鑰分發技術的安全性，受到一種叫截取-重發攻擊的策略的極大挑戰；這無疑限制了QKD系統的密鑰生成率和安全傳輸的距離。

發明內容

本發明的目的之一在于提供一種基于差分相移的連續變量量子密鑰分發系統，該系統能夠將量子密鑰發送端將調制好的量子信號通過光纖信道發送至量子密鑰接收端；量子密鑰接收端將接收到的量子信號進行隨機選擇，提取本振光用于時鐘同步，同時采用兩個延遲干涉儀接收信號進行平衡零差探測，檢測信號并進行處理；而且能夠安全高效地傳輸數據。

本發明的目的之二在于提供一種所述基于差分相移的連續變量量子密鑰分發系統的方法。

本發明提供的這種基于差分相移的連續變量量子密鑰分發系統，包括量子密鑰發送端、光纖信道和量子密鑰接收端；量子密鑰發送端連接光纖信道，光纖信道連接量子密鑰接收端；量子密鑰發送端產生脈沖激光，并將脈沖激光進行隨機相位調制，同時進行信號衰減，得到調制好的量子信號；光纖信道將量子密鑰發送端調制好的量子信號發送至量子密鑰接收端；量子密鑰接收端將接收到的量子信號進行正交分量X和正交分量P的隨機選擇，提取本振光用于時鐘同步，然后進行平衡零差探測得到結果，同時量子密鑰接收端將輸出信號進行后處理。