[發(fā)明專利]一種基于光纖偏振態(tài)擾動的雙向密鑰分發(fā)實(shí)現(xiàn)裝置及方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202110554315.0
• 申請日: 2021-05-20
• 公開（公告）號: CN113315578B
• 公開（公告）日: 2022-09-27
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 高震森;吳思樂;馬子洋;王云才;秦玉文
• 申請（專利權(quán)）人: 廣東工業(yè)大學(xué)
• 主分類號: H04B10/25
• 分類號: H04B10/25;H04L9/08
• 代理公司: 廣州粵高專利商標(biāo)代理有限公司 44102
• 代理人: 林麗明

1.一種基于光纖偏振態(tài)擾動的雙向密鑰分發(fā)實(shí)現(xiàn)裝置，其特征在于，包括：

第一用戶端(1)、第二用戶端(2)、傳輸光纖(3)，第一用戶端(1)通過傳輸光纖(3)與第二用戶端(2)雙向連接；第一用戶端(1)生成第一密鑰SA，第二用戶端(2)生成第二密鑰SB；

第一用戶端(1)包括第一光源端(101)、第一在線檢偏器(105)及第一光電探測設(shè)備(11)；第二用戶端(2)包括第二光源端(201)、第二在線檢偏器(205)及第二光電探測設(shè)備(21)；利用外部隨機(jī)擾動源(4)對所述雙向密鑰分發(fā)實(shí)現(xiàn)裝置的光纖信道施加干擾，第一光源端(101)產(chǎn)生第一線偏振光，通過傳輸光纖(3)傳輸至第二用戶端(2)，第一線偏振光經(jīng)隨機(jī)擾動源(4)干擾，相位改變，第二用戶端(2)的第二在線檢偏器(205)重新鎖定第一線偏振光的指定相位，第二光電探測設(shè)備(21)探測相位改變前后第一線偏振光的光強(qiáng)差，實(shí)現(xiàn)第一密鑰SA的密鑰分發(fā)；

第二光源端(201)產(chǎn)生第二線偏振光，通過傳輸光纖(3)傳輸至第一用戶端(1)，第二線偏振光經(jīng)隨機(jī)擾動源(4)干擾，相位改變，第一用戶端(1)的第一在線檢偏器(105)重新鎖定第二線偏振光的指定相位，第一光電探測設(shè)備(11)探測相位改變前后第二線偏振光的光強(qiáng)差，實(shí)現(xiàn)第二密鑰SB的密鑰分發(fā)；

第一用戶端(1)還包括：第一在線起偏器(102)、第一光隔離器(103)、第一光耦合器(104)、第一減法器(108)、第一電放大器(109)、第一模數(shù)轉(zhuǎn)換器ADC(110)，所述第一光電探測設(shè)備(11)包括第一光電探測器(106)及第二光電探測器(107)，所述第一光源端(101)的輸出端連接第一在線起偏器(102)的輸入端，第一在線起偏器(102)的輸出端連接第一光隔離器(103)的輸入端，第一光隔離器(103)的輸出端連接第一光耦合器(104)，第一光耦合器(104)分別與第一在線檢偏器(105)、第二光電探測器(107)、傳輸光纖(3)的一端連接，第一在線檢偏器(105)的輸出端與第一光電探測器(106)的輸入端連接，第一光電探測器(106)的輸出端與第一減法器(108)的輸入端連接，第二光電探測器(107)的輸出端與第一減法器(108)的輸入端連接，第一減法器(108)的輸出端與第一電放大器(109)的輸入端連接，第一電放大器(109)的輸出端與第一模數(shù)轉(zhuǎn)換器ADC(110)連接，由第一模數(shù)轉(zhuǎn)換器ADC(110)轉(zhuǎn)換出的數(shù)字信號作為第二密鑰SB；

第二用戶端(2)還包括：第二在線起偏器(202)、第二光隔離器(203)、第二光耦合器(204)、第二減法器(208)、第二電放大器(209)、第二模數(shù)轉(zhuǎn)換器ADC(210)，所述第二光電探測設(shè)備(21)包括第三光電探測器(206)及第四光電探測器(207)，所述第二光源端(201)的輸出端連接第二在線起偏器(202)的輸入端，第二在線起偏器(202)的輸出端連接第二光隔離器(203)的輸入端，第二光隔離器(203)的輸出端連接第二光耦合器(204)，第二光耦合器(204)分別與第二在線檢偏器(205)、第四光電探測器(207)、傳輸光纖(3)的另一端連接，第二在線檢偏器(205)的輸出端與第三光電探測器(206)的輸入端連接，第三光電探測器(206)的輸出端與第二減法器(208)的輸入端連接，第四光電探測器(207)的輸出端與第二減法器(208)的輸入端連接，第二減法器(208)的輸出端與第二電放大器(209)的輸入端連接，第二電放大器(209)的輸出端與第二模數(shù)轉(zhuǎn)換器ADC(210)連接，由第二模數(shù)轉(zhuǎn)換器ADC(210)轉(zhuǎn)換出的數(shù)字信號作為第一密鑰SA。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于光纖偏振態(tài)擾動的雙向密鑰分發(fā)實(shí)現(xiàn)裝置，其特征在于，所述第一光源端(101)及第二光源端(201)均為分布反饋式半導(dǎo)體激光器，光波長為λ。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的基于光纖偏振態(tài)擾動的雙向密鑰分發(fā)實(shí)現(xiàn)裝置，其特征在于，所述第一在線起偏器(102)與所述第二在線起偏器(202)的偏振角度一致。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的基于光纖偏振態(tài)擾動的雙向密鑰分發(fā)實(shí)現(xiàn)裝置，其特征在于，外部隨機(jī)擾動源(4)對所述雙向密鑰分發(fā)實(shí)現(xiàn)裝置的光纖信道產(chǎn)生電信號作為干擾信號。