[發明專利]基于量子密鑰分發的網絡同步方法和裝置

有效

• 申請號: 202111250151.9
• 申請日: 2021-10-26
• 公開（公告）號: CN114157416B
• 公開（公告）日: 2022-11-15
• 發明（設計）人: 郁小松;劉愛萍;趙永利;李亞杰;張杰
• 申請（專利權）人: 北京郵電大學
• 主分類號: H04L9/08
• 分類號: H04L9/08;H04J3/06;H04L7/00;H04B10/70
• 代理公司: 北京風雅頌專利代理有限公司 11403
• 代理人: 陳莉

1.一種基于量子密鑰分發的網絡同步方法，其特征在于，所述網絡包括：量子密鑰發端和量子密鑰收端；

所述方法包括：

基于預設的時間協議，令所述網絡中的主時鐘與從時鐘進行時鐘信息傳遞，得到時鐘時差，并令所述從時鐘根據所述時鐘時差，調整為與所述主時鐘同步；

基于同步的所述主時鐘和從時鐘，令所述量子密鑰發端與所述量子密鑰收端之間利用構建的同步序列進行交互，并建立聯系；

響應于確定所述量子密鑰發端與所述量子密鑰收端之間建立聯系，進行測試信號的交互，并利用完成交互的所述測試信號計算所述量子密鑰收端與所述量子密鑰發端之間的測試時差，利用所述測試時差計算鏈路時差；

基于所述鏈路時差，調節所述量子密鑰收端的門控電壓，令所述量子密鑰收端探測量子密鑰對應的量子信號的時間，與所述量子信號到達所述量子密鑰收端的時間，達到同步，并開始所述量子密鑰在所述網絡中的分發；

其中，所述利用構建的同步序列進行交互，并建立聯系，包括：

令所述量子密鑰發端利用信標脈沖構建所述同步序列，并利用光信號發送所述同步序列；

并令所述量子密鑰收端對所述同步序列進行搜索并檢測；

響應于所述量子密鑰收端成功搜索到所述同步序列，并檢測無誤，確定建立聯系；

響應于所述量子密鑰收端對所述同步序列的搜索失敗和/或檢測有誤，重新發送所述同步序列；

所述利用信標脈沖構建所述同步序列，包括，

基于二進制，在所述同步序列的前兩位構建所述同步序列的起始標識；

在所述同步序列的第三位至第六位定義所述信標脈沖的脈沖個數；

自所述同步序列的第七位開始，設置預設個數的所述信標脈沖；

所述令所述量子密鑰收端對所述同步序列進行搜索并檢測，包括，

令所述量子密鑰收端搜索所述起始標識；

響應于確定搜索到所述起始標識，讀取預定義的所述脈沖個數；

生成檢測窗口，所述檢測窗口的長度與所述脈沖個數相符；

利用所述檢測窗口，檢測所述信標脈沖的具體數目是否符合預定義的所述脈沖個數。

2.根據權利要求1所述的方法，還包括：

基于預設的檢測周期，響應于確定所述量子密鑰收端接收所述量子密鑰的成功率低于預設的成功率閾值，對所述量子密鑰收端和所述量子密鑰發端之間的同步誤差進行測量；

響應于所述同步誤差高于預設的誤差閾值，確定系統同步失敗，重新建立聯系，并重新計算所述鏈路時差。

3.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述主時鐘與從時鐘進行時鐘信息傳遞，得到時鐘時差，包括：

將所述量子密鑰收端的時鐘作為主時鐘，將所述量子密鑰發端的時鐘作為從時鐘；

令所述主時鐘將其當下時刻的第一主時鐘值發送至所述從時鐘；

響應于確定所述從時鐘接收到所述第一主時鐘值，經過預設的等待時長，將其當下時刻的從時鐘值發送至所述主時鐘；

響應于確定所述主時鐘接收到從時鐘值，將其當下時刻記錄為第二主時鐘值；

利用所述第一主時鐘值、第二主時鐘值和從時鐘值，計算所述時鐘時差。

4.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述進行測試信號的交互，包括：

令所述量子密鑰收端發送測試開始信號；

響應于確定所述量子密鑰發端收到所述測試開始信號，立刻向所述量子密鑰收端發送測試結束信號；

響應于確定所述量子密鑰發端未收到所述測試開始信號，重新發送所述同步序列。

5.根據權利要求4所述的方法，其特征在于，所述利用完成交互的所述測試信號計算所述量子密鑰收端與所述量子密鑰發端之間的測試時差，利用所述測試時差計算鏈路時差，包括：

計算所述測試開始信號與所述測試結束信號之間在所述量子密鑰收端處的時間差，并作為所述測試時差；

將所述測試時差在數值上定義為所述鏈路時差的兩倍，得到所述鏈路時差。