基于离散随机相位的诱骗态量子密钥分发系统的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及通讯技术领域，特别涉及一种基于离散随机相位的诱骗态量子密钥分 发系统。
【背景技术】
[0002] 在相关技术中，量子密钥分发依靠量子力学性质保证通讯的安全性，其中BB84协 议是最著名的量子密钥分发协议。BB84协议使用光的偏振，以光子作为量子态的载体进行 通讯。BB84协议的安全性基于非正交的态之间无法通过测量完全分辨。
[0003] 然而，在相关技术BB84协议中，要求发射端使用单光子源进行信息的传输。而完 美的单光子源在实际应用中是不存在的。在实际中，光源一般可以认为是coherent state。 如果发射端偏振光存在多光子成分，窃听者就可以对这点对BB84协议进行攻击，S卩PNS攻 击（Photon Number Splitting Attack，光子数分束攻击）。假设窃听者知道发射端发出的 偏振光中的光子数，并且只在发射端发出多光子的情形下进行攻击，从多光子成分中取出 一个进行测量，则发射端和接收端不会发现任何的异常，但窃听者得到了发射端和接收端 手中密钥的信息，无法很好地保证通讯安全性。这样只有单光子部分是安全的。如果使用 相关技术中的BB84协议，只能按照最坏的情形来估计单光子成分的错误率，即认为所有的 发射端和接收端得到的密钥的所有错误都是发生在单光子成分，导致大大高估了单光子成 分的错误率，从而极大的降低了 QKD (Quantum Key Distribution，量子密钥分发）系统的最 远传输距离。
【发明内容】
[0004] 本申请是基于发明人对以下问题的认识和发现作出的：
[0005] 相关技术中，在对QKD系统的实际情况建立模型并进行仿真中发现经典QKD的最 大安全传输距离大约于30km，因此要提高QKD的最大安全传输距离就需要对单光子成分的 错误率进行更加准确的估计。因此，诱骗态量子密钥分发技术被提出来解决这个问题，以使 最远安全传输距离可以达到140km。然而，诱骗态量子密钥分发协议要求激光是连续相位随 机的，这在一个实际的系统中是无法实现的，因为这样需要无限长的随机数。
[0006] 本发明旨在至少在一定程度上解决上述相关技术中的技术问题之一。
[0007] 为此，本发明的目的在于提出一种能保证通讯安全性的基于离散随机相位的诱骗 态量子密钥分发系统。
[0008] 为达到上述目的，本发明一方面实施例提出了一种基于离散随机相位的诱骗态量 子密钥分发系统，包括：光源，所述光源使用相干光源；第一相位调节器，所述第一相位调 节器用于调节用于编码的η个离散随机的相干态的相位信息α，其中，η为正整数；QKD编 码器，用于进行QKD编码。
[0009] 根据本发明实施例提出的基于离散随机相位的诱骗态量子密钥分发系统，通过光 源使用相干光源与相位调节器调节用于编码的η个离散随机相干态的相位信息α，从而进 行QKD编码，保证通讯安全性，保证通讯安全性，并简化了 QKD系统。
[0010]另外，根据本发明上述实施例的基于离散随机相位的诱骗态量子密钥分发系统还 可以具有如下附加的技术特征：
[0011] 在本发明的一个实施例中，所述相位信息在所述η个离散随机相位中随机选取。
[0012] 进一步地，在本发明的一个实施例中，所述QKD编码器包括第二相位调节器，所述 第二相位调节器用于对输入光束加一个相对相位变化Θ进行编码。
[0013] 进一步地，在本发明的一个实施例中，所述第二相位调节器的输入光束通过对第 一相位调节器的输出光束分光得到。
[0014] 进一步地，在本发明的一个实施例中，所述光源通过以下公式进行表达，所述公式 为：
[0015]
【主权项】
1. 一种基于离散随机相位的诱骗态量子密钥分发系统，其特征在于，包括： 光源，所述光源使用相干光源； 第一相位调节器，所述第一相位调节器用于调节用于编码的n个离散随机的相干态的 相位信息a，其中，n为正整数； 量子密钥分发QKD编码器，用于进行QKD编码。
2. 如权利要求1所述的基于离散随机相位的诱骗态量子密钥分发系统，其特征在于， 所述相位信息在所述n个离散随机相位中随机选取。
3. 如权利要求1所述的基于离散随机相位的诱骗态量子密钥分发系统，其特征在于， 所述QKD编码器包括第二相位调节器，所述第二相位调节器用于对输入光束加一个相对相 位变化Q进行编码。
4. 如权利要求3所述的基于离散随机相位的诱骗态量子密钥分发系统，其特征在于， 所述第二相位调节器的输入光束通过对第一相位调节器的输出光束分光得到。
5. 如权利要求1所述的基于离散随机相位的诱骗态量子密钥分发系统，其特征在于， 所述光源通过以下公式进行表达，所述公式为：
其中，|a>表不光源，9表不所述光源的相位，|n>表不有n个光子的态。
【专利摘要】本发明公开了一种基于离散随机相位的诱骗态量子密钥分发系统，包括：光源，光源使用相干光源；用于调节用于编码的n个离散随机的相干态的相位信息α的第一相位调节器，其中，n为正整数；QKD编码器，用于进行QKD编码。本发明实施例的分发系统，通过光源使用相干光源，并且相位调节器调节用于编码的n个离散随机相干态的相位信息α，从而进行QKD编码，简化了诱骗态协议的实施，保证通讯安全性，并简化了QKD系统。
【IPC分类】H04L9-08
【公开号】CN104579638
【申请号】CN201410521930
【发明人】马雄峰, 张振, 罗开广
【申请人】清华大学, 多伦多大学
【公开日】2015年4月29日
【申请日】2014年9月30日