一种面向变电站QKD协议一致性评估指标构建系统和方法与流程

本发明涉及量子通信，具体地涉及一种面向变电站qkd协议一致性评估指标构建系统和方法。

背景技术：

1、随着变电站向数字化和智能化的转型，通信系统的安全性成为了一个至关重要的问题。变电站的运营安全不仅关系到电力供应的稳定性，还直接影响到国家电网的安全和经济效益。在这种背景下，确保传输数据的安全性，特别是对于控制信号和运行数据的保密与完整性，显得尤为重要。量子加密技术，尤其是量子密钥分发(qkd)，提供了一种理论上无法破解的安全通信方式。这种技术利用量子力学的原理，如不确定性原理和量子纠缠，保证了密钥的安全分发和通信的绝对安全。近年来，量子加密技术已经开始在商业和国防领域得到应用，但在变电站等关键基础设施中的应用仍处于起步阶段。尽管量子加密技术在理论上是安全的，但在实际部署和运行过程中，系统的具体组件如光源、探测器和整个量子信道的物理实现可能会受到多种因素的影响，从而影响系统的总体安全性和效率。此外，现有的评估方法多未针对变电站这一特定环境进行优化，无法提供一个全面的、针对性的安全性评估。因此，需要一种面向变电站qkd协议一致性评估指标构建系统和方法。

技术实现思路

1、本发明实施例的目的是提供一种面向变电站qkd协议一致性评估指标构建系统和方法，该系统可以通过综合评估光源安全性、探测安全性以及诱骗协议符合性等关键参数，评估变电站量子加密通信系统的整体安全评分。

2、为了实现上述目的，本发明实施例提供一种面向变电站qkd协议一致性评估指标构建系统，所述系统包括：

3、数据采集模块，用于负责从量子加密通信系统中获取评估所需的数据，所述数据包括单光子源光强、单光子源脉冲频率、量子态光强一致性、探测效率、暗计数率、量子比特误码率和计数率；

4、光源安全性评估模块，用于评估光源的安全性，包括评估单光子源光强、单光子源脉冲频率和量子态光强一致性指标；

5、探测安全性评估模块，用于评估探测器的安全性，包括评估探测效率和暗计数率指标；

6、诱骗态协议符合性评估模块，用于评估诱骗态协议的符合性，包括评估量子比特误码率和计数率指标；

7、整体评估分数计算模块，综合所有的评估指标，并通过加权方法计算整体的安全性和性能评估分数。

8、可选的，所述光源安全性评估模块，用于评估光源的安全性，包括评估单光子源光强、单光子源脉冲频率和量子态光强一致性指标，包括：

9、对于单光子源光强，在实际光强与目标光强值的偏差在5％内时，得分为100分，偏差在5％到10％内时，得分为80分，偏差在10％到20％内时，得分为60分，偏差超过20％时，得分为40分；

10、对单光子源脉冲频率，在测得实际频率与目标脉冲频率一致时，得分为100分，在实际频率与目标脉冲频率的偏差在2％内时，得分为90分，偏差在2％到5％内时，得分为70分，偏差超过5％时，得分为50分；

11、对于量子态光强一致性，在所有的量子态光强的偏差在3％内时，得分为100分，在偏差在3％到10％内时，得分为80分，偏差超过10％时，得分为50分。

12、可选的，探测安全性评估模块，用于评估探测器的安全性，包括评估探测效率和暗计数率指标，包括：

13、对于探测效率，在实际探测效率与目标探测效率的偏差在5％内时，得分为100分，偏差在5％到15％内时，得分为75分，偏差在15％以上时，得分为50分；

14、对于暗计数率，实测暗计数率在最大可接受暗计数率范围内时，得分为100分，实测暗计数率在最大可接受暗计数率和1.2倍最大可接受暗计数率之间时，得分为70分，实测暗计数率超过1.2倍最大可接受暗计数率时，得分为40分。

15、可选的，诱骗态协议符合性评估模块，用于评估诱骗态协议的符合性，包括评估量子比特误码率和计数率指标，包括：

16、对于量子比特误码率，实测误码率在最大误码率的范围内时，得分为100分，实测误码率在最大误码率和1.1倍误码率之间时，得分为80分，实测误码率大于1.1倍最大误码率时，得分为50分；

17、对于计数率，实测计数率与目标计数率的偏差在10％内时，得分为100分，偏差在10％到20％之间时，得分为75分，偏差超过20％时，得分为50分。

18、可选的，整体评估分数计算模块，综合所有的评估指标，并通过加权方法计算整体的安全性和性能评估分数，包括：

19、获取所有的评估指标；

20、设定每个所述评估指标的权重并获取所述评估指标的分数；

21、根据公式(1)计算总体评分：

22、

23、其中，wi为评估指标的权重，si为评估指标的得分，n是评估指标的总数，s为总体评分，i为标记评估指标的参数；

24、根据所述总体评分对面向变电站qkd协议一致性进行评估。

25、另一方面，本发明还提供一种面向变电站qkd协议一致性评估指标构建方法，所述方法包括：

26、从量子加密通信系统中获取评估所需的数据，所述数据包括单光子源光强、单光子源脉冲频率、量子态光强一致性、探测效率、暗计数率、量子比特误码率和计数率；

27、对所述数据进行预处理，以得到符合要求的数据；

28、评估单光子源光强、单光子源脉冲频率和量子态光强一致性指标；

29、评估探测效率和暗计数率指标；

30、评估量子比特误码率和计数率指标；

31、综合所有的评估指标，并通过加权方法计算整体的安全性和性能评估分数。

32、可选的，所述评估单光子源光强、单光子源脉冲频率和量子态光强一致性指标包括：

33、对于单光子源光强，在实际光强与目标光强值的偏差在5％内时，得分为100分，偏差在5％到10％内时，得分为80分，偏差在10％到20％内时，得分为60分，偏差超过20％时，得分为40分；

34、对单光子源脉冲频率，在测得实际频率与目标脉冲频率一致时，得分为100分，在实际频率与目标脉冲频率的偏差在2％内时，得分为90分，偏差在2％到5％内时，得分为70分，偏差超过5％时，得分为50分；

35、对于量子态光强一致性，在所有的量子态光强的偏差在3％内时，得分为100分，在偏差在3％到10％内时，得分为80分，偏差超过10％时，得分为50分。

36、可选的，所述评估探测效率和暗计数率指标包括：

37、对于探测效率，在实际探测效率与目标探测效率的偏差在5％内时，得分为100分，偏差在5％到15％内时，得分为75分，偏差在15％以上时，得分为50分；

38、对于暗计数率，实测暗计数率在最大可接受暗计数率范围内时，得分为100分，实测暗计数率在最大可接受暗计数率和1.2倍最大可接受暗计数率之间时，得分为70分，实测暗计数率超过1.2倍最大可接受暗计数率时，得分为40分。

39、可选的，所述评估量子比特误码率和计数率指标包括：

40、对于量子比特误码率，实测误码率在最大误码率的范围内时，得分为100分，实测误码率在最大误码率和1.1倍误码率之间时，得分为80分，实测误码率大于1.1倍最大误码率时，得分为50分；

41、对于计数率，实测计数率与目标计数率的偏差在10％内时，得分为100分，偏差在10％到20％之间时，得分为75分，偏差超过20％时，得分为50分。

42、可选的，所述综合所有的评估指标，并通过加权方法计算整体的安全性和性能评估分数包括：

43、获取所有的评估指标；

44、设定每个所述评估指标的权重并获取评估指标的分数；

45、根据公式(1)计算总体评分：

46、

47、其中，wi为评估指标的权重，si为评估指标的得分，n是评估指标的总数，s为总体评分，i为标记评估指标的参数；

48、根据所述总体评分对面向变电站qkd协议一致性进行评估。

49、通过上述技术方案，本发明提供的一种面向变电站qkd协议一致性评估指标构建系统和方法，该系统包括数据采集模块，以用于负责从量子加密通信系统中获取评估所需的数据，该数据可以包括单光子源光强、单光子源脉冲频率、量子态光强一致性、探测效率、暗计数率、量子比特误码率和计数率等。该光源安全性评估模块可以用于评估光源的安全性。该探测安全性评估模块可以用于评估探测器的安全性。该诱骗态协议符合性评估模块可以用于评估诱骗态协议的符合性。该整体评估分数计算模块可以综合上述评估指标通过一个加权系统计算整体的安全性和性能评估分数。该系统可以通过评估光源安全性、探测安全性和诱骗态协议符合性等指标，能够发现潜在的安全漏洞，以提高数据化变电站通信的安全性。

50、本发明实施例的其它特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。