1.一种量子密码通信结合光纤窃听的教学演示装置,其特征在于,包括采集并以光信号的形式发送视频信号的发送端,通过分光模块分别接收所述视频信号的接收端以及窃听端;
所述发送端和接收端内设有相应的量子密钥分发装置用于分发密钥以加密传输所述视频信号,所述发送端、接收端以及窃听端均设有显示器用于显示各自接收到的视频信号。
2.如权利要求1所述的量子密码通信结合光纤窃听的教学演示装置,其特征在于,所述发送端包括:
量子密钥分发装置Alice,用于生成与接收端相应的量子密钥;
摄像头,用于采集视频信号;
第一主机,用于接收来自摄像头的视频信号,还用于通过来自量子密钥分发装置Alice端的量子密钥对视频信号加密;
第一显示器,连接第一主机以显示摄像头采集的视频信号;
光发送机,用于将第一主机发送至接收端的电信号转换成光信号再经光纤输出。
3.如权利要求2所述的量子密码通信结合光纤窃听的教学演示装置,其特征在于,所述量子密钥分发装置Alice端包括:
Alice电子学模块,受控于所述第一主机并向第一主机提供量子密钥;
第一随机数发生模块,受控于Alice电子学模块以生成第一随机数;
第二随机数发生模块,受控于Alice电子学模块以生成第二随机数;
信号光源模块,接收第一随机数,并发射相应的信号光;
光编码模块,接收第二随机数,并对所述信号光进行编码输出;
同步光源发射模块,受控于所述Alice电子学模块以发射同步光;
所述Alice电子学模块、第一随机数发生模块、第二随机数发生模块、信号光源模块、光编码模块、同步光源模块各自独立的封装,且具有相应的通信端口。
4.如权利要求3所述的量子密码通信结合光纤窃听的教学演示装置,其特征在于,所述接收端包括:
量子密钥分发装置Bob端,用于生成与发送端相应的量子密钥;
第一光接收机,将来自发送端的光信号形式的视频信号转换成数字电信号形式的视频信号;
第二主机,用于接收来自第一光接收机的数字电信号形式的视频信号,根据该视频信号的加密与否相应的采用通过来自量子密钥分发装置Bob端的量子密钥对视频信号解密;
第二显示器,连接第二主机以显示来自第二主机的视频信号。
5.如权利要求4所述的量子密码通信结合光纤窃听的教学演示装置,其特征在于,所述量子密钥分发装置Bob端包括:
Bob电子学模块,受控于所述第二主机并向第二主机提供量子密钥;
第三随机数发生模块,受控于Bob电子学模块以生成第三随机数;
光解码模块,接收第三随机数对接收到的编码信号光进行解码输出;
同步光源接收模块,受控于所述Bob电子学模块并接收所述同步光;
探测模块,受控于所述Bob电子学模块,根据来自同步光源接收模块的同步光对来自光解码模块的信号光相应探测,再发送至Bob电子学模块以形成供第二主机调用的量子密钥;
所述Bob电子学模块、第三随机数发生模块、光解码模块、同步光源接收模块、探测模块各自独立的封装,且具有相应的通信端口。
6.如权利要求3所述的量子密码通信结合光纤窃听的教学演示装置,其特征在于,所述量子密钥分发装置Alice端还包括第一波分复用器,所述信号光和同步光通过该第一波分复用器复用;
所述发送端还包括第二波分复用器,所述光发送机的输出光信号与第一波分复用器的输出的光信号通过该第二波分复用器复用;
所述接收端还包括第三波分复用器,用于接收第二波分复用器的输入并进行解复用,分别得到:
第一路信号,即所述光发送机输出的光信号;以及
第二路信号,即第一波分复用器复用所输出的光信号;
所述量子密钥分发装置Bob端还包括第四波分复用器复用,接收第三波分复用器所输出的第二路信号进行解复用,分别得到信号光和同步光。
7.如权利要求1所述的量子密码通信结合光纤窃听的教学演示装置,其特征在于,所述窃听端包括:
窃听设备,将来自发送端的光信号进行放大再转换成数字电信号;
第三主机,用于以数字电信号的形式接收来窃听设备的视频信号;
第三显示器,连接第三主机以显示来自第三主机的视频信号。
8.如权利要求4所述的量子密码通信结合光纤窃听的教学演示装置,其特征在于,所述分光模块具有与所述光发送机相连的输入端以及分别与第一光接收机和窃听端相连的两个输出端,其中与窃听端相连输出端通过手动控制、发送端控制信号、或接收端控制信号进行通断切换。
9.如权利要求1所述的量子密码通信结合光纤窃听的教学演示装置,其特征在于,所述分光模块为光纤夹持耦合器,所述窃听端通过该光纤夹持耦合器连接至发送端与接收端之间的光纤上。
10.如权利要求1所述的量子密码通信结合光纤窃听的教学演示装置,其特征在于,所述分光模块包括第一光开关、第二光开关、光纤耦合器;其中:
第一光开关具有1个光纤输入端口、2个光纤输出端口,1个控制电信号接口;
第二光开关具有2个光纤输入端口、1个光纤输出端口,1个控制电信号接口;
光纤耦合器具有1个光纤输入端口、2个光纤输出端口;
第一光开关的光纤输入端口与发送端相连,第一光开关的一个光纤输出端口与第二光开关的一个光纤输入端口相连,第一光开关的另一个光纤输出端口与光纤耦合器的光纤输入端口相连;
光纤耦合器的一个光纤输出端口与第二光开关的另一个光纤输入端口相连,光纤耦合器的另一个光纤输出端口与窃听端相连;
第二光开关的输出端口与接收端相连;
第一光开关的控制电信号端口、第二光开关的控制电信号端口各自独立的连接发送端或接收端。