位，再經(jīng)過(guò)衰減器被衰減成為平均光子數(shù)小于I的脈沖，通過(guò)解復(fù)用裝置解復(fù)用到不同的Bob端；
[0059]S5.密鑰篩選與成碼:多用戶(hù)Bob端3 ’記錄第一探測(cè)器或第二探測(cè)器的響應(yīng)，并且記錄探測(cè)器相應(yīng)的時(shí)刻，將探測(cè)器響應(yīng)的時(shí)刻發(fā)送到Alice端，Alice端根據(jù)多用戶(hù)Bob端3’發(fā)送的數(shù)據(jù)，保留相應(yīng)的密鑰串，其余舍去；
[0060]S6.誤碼率的檢測(cè):QBER = Nerr/Nsif t，Nsif t為篩后數(shù)據(jù)的個(gè)數(shù)，Nerr為碼值錯(cuò)誤的個(gè)數(shù)，若QBER>11 %則說(shuō)明可能被竊聽(tīng)，舍棄本次通信，重新開(kāi)始；
[0061]S7.數(shù)據(jù)協(xié)調(diào)和密性放大:數(shù)據(jù)協(xié)調(diào)是利用公共經(jīng)典信道對(duì)篩選后的數(shù)據(jù)進(jìn)行糾錯(cuò)的全過(guò)程，經(jīng)過(guò)上述的數(shù)據(jù)協(xié)調(diào)后，發(fā)送方Alice端與接收方多用戶(hù)Bob端擁有的數(shù)據(jù)高度一致，誤碼率很低;密性放大是一種通過(guò)公開(kāi)通信提高數(shù)據(jù)保密性的技術(shù)，由于數(shù)據(jù)協(xié)調(diào)可能導(dǎo)致竊聽(tīng)者Eve竊取部分?jǐn)?shù)據(jù)，為了提高數(shù)據(jù)的保密性，Alice端與多用戶(hù)Bob端以減少有效信息為代價(jià)進(jìn)行密性放大，使Eve得到的信息無(wú)效，提高有效信息的安全性。
[0062]其中S5所得到的安全密鑰按位進(jìn)行存儲(chǔ)，每組安全密鑰前加上存儲(chǔ)前綴。所述安全密鑰的存儲(chǔ)前綴能夠采用密鑰發(fā)送時(shí)間。
[0063]1.本發(fā)明采用波分復(fù)用技術(shù)克服了現(xiàn)有的一對(duì)多的量子密鑰分發(fā)隨著用戶(hù)數(shù)量的增加密鑰生成效率減少的問(wèn)題；
[0064]2.本發(fā)明可采用陣列波導(dǎo)光柵克服了隨著用戶(hù)數(shù)量的增加，插入損耗增大的情況。
[0065]3.本發(fā)明采用調(diào)制時(shí)間T間隔的相干連續(xù)激光脈沖，DPS增加信息的連續(xù)性，可抵御分光子攻擊和序列攻擊等，增加系統(tǒng)的安全性；
[0066]4.本發(fā)明采用的方案簡(jiǎn)單，元器件技術(shù)成熟，可靠性高，易于操作。
[0067]根據(jù)上述說(shuō)明書(shū)的揭示和指導(dǎo)，本發(fā)明所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員還可以對(duì)上述實(shí)施方式進(jìn)行變更和修改。因此，本發(fā)明并不局限于上面揭示和描述的【具體實(shí)施方式】，對(duì)發(fā)明的一些修改和變更也應(yīng)當(dāng)落入本發(fā)明的權(quán)利要求的保護(hù)范圍內(nèi)。此外，盡管本說(shuō)明書(shū)中使用了一些特定的術(shù)語(yǔ)，但這些術(shù)語(yǔ)只是為了方便說(shuō)明，并不對(duì)本發(fā)明構(gòu)成任何限制。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.基于DPS的多用戶(hù)QKD網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，其特征在于，包括Alice端、波分復(fù)用單元和多用戶(hù)Bob端，所述Al ice端通過(guò)波分復(fù)用單元與多用戶(hù)Bob端連接，其中: 所述Alice端包括多波長(zhǎng)激光產(chǎn)生裝置、強(qiáng)度調(diào)制器、相位調(diào)制器和衰減器； 所述波分復(fù)用單元包括波長(zhǎng)選擇裝置； 所述多用戶(hù)Bob端包括分束器、第一全反射鏡、第二全反射鏡、合束器和探測(cè)器裝置； 所述多波長(zhǎng)激光產(chǎn)生裝置發(fā)出多波長(zhǎng)連續(xù)激光，利用強(qiáng)度調(diào)制器把連續(xù)激光調(diào)制成時(shí)間間隔為T(mén)的脈沖激光，經(jīng)過(guò)相位調(diào)制器調(diào)制O或者31的相位，再經(jīng)過(guò)衰減器衰減成為平均光子數(shù)小于I的脈沖激光然后進(jìn)入到波分復(fù)用單元； 時(shí)間間隔為T(mén)多波長(zhǎng)激光脈沖傳輸?shù)讲ǚ謴?fù)用單元的波長(zhǎng)選擇裝置，根據(jù)波長(zhǎng)尋址的方式選擇相應(yīng)波長(zhǎng)的一個(gè)Bob端，再傳輸?shù)綄?duì)應(yīng)Bob端的分束器上形成上臂路徑和下臂路徑兩條路徑:其中上臂路徑:被反射光子經(jīng)過(guò)第一全反射鏡和第二全反射鏡到達(dá)所述合束器；下臂路徑:透射的光子直接到達(dá)所述合束器;然后調(diào)整上臂路徑比下臂路徑產(chǎn)生的延時(shí)，所述延時(shí)即為脈沖的時(shí)間間隔T，上臂路徑和下臂路徑的兩束光在所述合束器處發(fā)生干涉，根據(jù)隨機(jī)調(diào)制的相位差O或31，所述探測(cè)器裝置做出響應(yīng)。2.如權(quán)利要求1所述的基于DPS的多用戶(hù)QKD網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，其特征在于，所述波長(zhǎng)選擇裝置為陣列波導(dǎo)光柵或者波長(zhǎng)選擇開(kāi)關(guān)。3.如權(quán)利要求1所述的基于DPS的多用戶(hù)QKD網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，其特征在于，所述的多波長(zhǎng)激光產(chǎn)生裝置包括多波長(zhǎng)連續(xù)激光器和波長(zhǎng)選擇器。4.如權(quán)利要求2所述的基于DPS的多用戶(hù)QKD網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，其特征在于，所述多波長(zhǎng)連續(xù)激光器用于產(chǎn)生滿(mǎn)足多個(gè)用戶(hù)同時(shí)通信的相干的多波長(zhǎng)連續(xù)激光。5.如權(quán)利要求1所述的基于DPS的多用戶(hù)QKD網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，其特征在于，所述波長(zhǎng)選擇器采用二級(jí)等差頻率間隔的方式選擇波長(zhǎng)。6.如權(quán)利要求1所述的基于DPS的多用戶(hù)QKD網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，其特征在于，所述探測(cè)器裝置包括第一探測(cè)器和第二探測(cè)器。7.如權(quán)利要求6所述的基于DPS的多用戶(hù)QKD網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，其特征在于，所述上臂路徑和下臂路徑的激光脈沖經(jīng)過(guò)合束器之后，依據(jù)兩脈沖的相位差在所述第一探測(cè)器和第二探測(cè)器做出響應(yīng):當(dāng)兩個(gè)連續(xù)脈沖的相位差為O時(shí)，所述第一探測(cè)器響應(yīng)，此時(shí)測(cè)量結(jié)果“O”；當(dāng)兩個(gè)連續(xù)脈沖的相位差為邱寸，所述第二探測(cè)器響應(yīng)，此時(shí)測(cè)量結(jié)果“I”。8.—種應(yīng)用于權(quán)利要求1-7任一項(xiàng)所述的基于DPS的多用戶(hù)QKD網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的密鑰分發(fā)方法，其特征在于，該方法包括以下步驟: 51.系統(tǒng)初始化:檢查Alice端和多用戶(hù)Bob端的硬件設(shè)施，查看設(shè)備是否正常運(yùn)轉(zhuǎn)，設(shè)定初始條件； 52.系統(tǒng)噪聲水平測(cè)試:在Alice端發(fā)射一串激光脈沖，測(cè)試系統(tǒng)的信噪比:SNR=1lg(PS/PN)，其中PS為信號(hào)功率，PN為噪聲功率;長(zhǎng)距離傳輸時(shí)由于編解碼器，信道以及探測(cè)器的噪聲會(huì)影響系統(tǒng)的信噪比，并且由于安全的需要信噪比達(dá)到一定程度還可通信時(shí)也不可用； 53.光纖長(zhǎng)度測(cè)試與脈沖延時(shí)設(shè)置:Alice端發(fā)送一組強(qiáng)脈沖，各個(gè)Bob用戶(hù)通過(guò)測(cè)量脈沖到達(dá)時(shí)刻，確定鏈路中光纖長(zhǎng)度，根據(jù)各個(gè)Bob用戶(hù)與Alice端之間的長(zhǎng)度關(guān)系，預(yù)設(shè)定各個(gè)Bob用戶(hù)的光纖長(zhǎng)度;設(shè)置上臂路徑與下臂路徑之間的延時(shí)并反饋到系統(tǒng)初始化； 54.量子信息編碼:Alice端向多用戶(hù)Bob端發(fā)送脈沖串，經(jīng)強(qiáng)度調(diào)制器調(diào)制成等時(shí)間間隔為T(mén)的相干脈沖光，經(jīng)過(guò)相位調(diào)制器的激光脈沖被隨機(jī)調(diào)制O或31的相位，再經(jīng)過(guò)衰減器被衰減成為平均光子數(shù)小于I的脈沖，通過(guò)解復(fù)用裝置解復(fù)用到不同的Bob端； 55.密鑰篩選與成碼:多用戶(hù)Bob端記錄第一探測(cè)器或第二探測(cè)器的響應(yīng)，并且記錄探測(cè)器相應(yīng)的時(shí)刻，將探測(cè)器響應(yīng)的時(shí)刻發(fā)送到Alice端，Alice端根據(jù)多用戶(hù)Bob端發(fā)送的數(shù)據(jù)，保留相應(yīng)的密鑰串，其余舍去； 56.誤碼率的檢測(cè):QBER= Nerr/Nsift，Nsift為篩后數(shù)據(jù)的個(gè)數(shù)，Nerr為碼值錯(cuò)誤的個(gè)數(shù)，若QBER>11 %則說(shuō)明可能被竊聽(tīng)，舍棄本次通信，重新開(kāi)始； 57.數(shù)據(jù)協(xié)調(diào)和密性放大:數(shù)據(jù)協(xié)調(diào)是利用公共經(jīng)典信道對(duì)篩選后的數(shù)據(jù)進(jìn)行糾錯(cuò)的全過(guò)程，經(jīng)過(guò)上述的數(shù)據(jù)協(xié)調(diào)后，發(fā)送方Alice端與接收方多用戶(hù)Bob端擁有的數(shù)據(jù)高度一致，誤碼率很低;密性放大是一種通過(guò)公開(kāi)通信提高數(shù)據(jù)保密性的技術(shù)，由于數(shù)據(jù)協(xié)調(diào)可能導(dǎo)致竊聽(tīng)者Eve竊取部分?jǐn)?shù)據(jù)，為了提高數(shù)據(jù)的保密性，Alice端與多用戶(hù)Bob端以減少有效信息為代價(jià)進(jìn)行密性放大，使Eve得到的信息無(wú)效，提高有效信息的安全性。9.如權(quán)利要求8所述的基于DPS的多用戶(hù)QKD密鑰分發(fā)方法，其特征在于，所述S5所得到的安全密鑰按位進(jìn)行存儲(chǔ)，每組安全密鑰前加上存儲(chǔ)前綴。10.如權(quán)利要求9所述的基于DPS的多用戶(hù)QKD密鑰分發(fā)方法，其特征在于，所述安全密鑰的存儲(chǔ)前綴能夠采用密鑰發(fā)送時(shí)間。
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了基于DPS的多用戶(hù)QKD網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)及其密鑰分發(fā)方法，包括Alice端，多用戶(hù)Bob端以及波分復(fù)用單元，Alice端的多波長(zhǎng)連續(xù)激光器產(chǎn)生多波長(zhǎng)連續(xù)激光，經(jīng)強(qiáng)度調(diào)制器調(diào)制成等時(shí)間間隔為T(mén)多波長(zhǎng)脈沖激光，經(jīng)相位調(diào)制器隨機(jī)調(diào)制相位為0或π相位，再經(jīng)過(guò)衰減器衰減成平均光子數(shù)小于1的多波長(zhǎng)脈沖激光；波分復(fù)用單元對(duì)多波長(zhǎng)脈沖解復(fù)用，不同波長(zhǎng)的激光脈沖以波長(zhǎng)尋址的方式進(jìn)入相應(yīng)波長(zhǎng)的Bob端，對(duì)應(yīng)波長(zhǎng)脈沖在相應(yīng)的Bob端進(jìn)行干涉，探測(cè)器根據(jù)前后脈沖之間的相位差響應(yīng)干涉事件并計(jì)數(shù)。本發(fā)明將DPS結(jié)合波分復(fù)用實(shí)現(xiàn)一對(duì)多的量子密鑰分發(fā)，使得增加Bob用戶(hù)不會(huì)增大插入損耗和減小密鑰生成率；采用的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、操作方便、傳輸穩(wěn)定、成碼率高。
【IPC分類(lèi)】H04B10/25, H04L9/08, H04J14/02
【公開(kāi)號(hào)】CN105515767
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201511033668
【發(fā)明人】郭邦紅, 張立濤, 郭建軍, 范榕華, 張文杰, 張盼盼, 王鈺
【申請(qǐng)人】華南師范大學(xué)
【公開(kāi)日】2016年4月20日
【申請(qǐng)日】2015年12月31日