[发明专利]基于连续变量量子密钥分发的数据流加密系统及其实现方法

说明书

本发明公开了一种基于连续变量量子密钥分发的数据流加密系统及其实现方法，第一密钥池服务器启动量子密钥发送端，量子密钥发送端调制量子信号并发送至量子密钥接收端，量子密钥接收端将检测结果发送至第二密钥池服务器；第二密钥池服务器与第一密钥池服务器协商后各自获得一对相同的密钥；第一密钥池服务器检测到第一用户群发送的用户数据流，从密钥池中提取最新的量子密钥进行AES加密并发送至第二密钥池服务器，使用密钥池中最新的量子密钥进行解密并发送至第二用户端群中的一员；第一用户端群与第二用户端群之间是双向通信。本发明结合连续变量量子密钥分发与现有网络系统，利用一套量子密钥分发装置实现了多对多的量子加密通信网络。

技术领域

本发明属于光纤量子通信技术领域，涉及一种基于连续变量量子密钥分发的数据流加密系统及其实现方法。

背景技术

量子密钥分发能使合法通信双方在不可信任的量子信道中安全共享密钥，其安全特性基于量子力学的测不准原理和量子不可克隆定理。目前量子密钥分发由信息载体的不同分为离散变量和连续变量两个方向。与离散变量量子密钥分发协议相比，连续变量量子密钥分发其量子态更容易制备，可融入现有的光纤系统中，且可以使用高效低成本的零差检测或者外差检测技术，这使得连续变量量子密钥分发系统更容易进入商业化领域。

目前连续变量量子密钥分发系统的研究主要局限于点对点之间的通信，然而由于连续变量量子密钥分发系统的发送端和接收端结构复杂、价格昂贵，如果只用于点对点通信将会很大程度上阻碍其商业化的进程。如何结合量子密钥分发和现有的经典网络实现对数据流进行量子密钥加密，并且突破点对点通信的瓶颈显得尤为重要。

发明内容

为实现上述目的，本发明提供一种基于连续变量量子密钥分发的数据流加密系统，结合连续变量量子密钥分发与现有网络系统，利用一套量子密钥分发装置实现了多对多的量子加密通信网络。

本发明的另一目的是，提供一种基于连续变量量子密钥分发的数据流加密系统的实现方法。

本发明所采用的技术方案是，一种基于连续变量量子密钥分发的数据流加密系统，包括：

第一用户端群，用于将需要加密的文件封装后，将相应用户数据流发送至第一密钥池服务器；

第一密钥池服务器，用于检测第一用户群发送的用户数据流，从密钥池中提取最新的量子密钥对用户数据流进行AES加密，并通过经典信道发送至第二密钥池服务器；用于根据第二密钥池服务器发送的加密数据流从密钥池中提取最新的量子密钥进行AES解密，解密后发送给指定的第一用户端群中的一员；用于连续变量量子密钥分发，生成量子密钥发送端所需调制信号；

量子密钥发送端，用于调制量子信号，并将量子信号通过量子信道发送至量子密钥接收端；

量子密钥接收端，用于检测量子信号，并将检测结果发送至第二密钥池服务器；

第二密钥池服务器，用于处理量子密钥接收端发送的检测结果，并通过经典信道与第一密钥池服务器协商后各自获得一对相同的密钥，保存至各自对应的密钥池；用于根据第一密钥池服务器发送的加密数据流从密钥池中提取最新的量子密钥进行AES解密，解密后发送给指定的第二用户端群中的一员；用于检测第二用户端群发送的用户数据流，从密钥池中提取最新的量子密钥对用户数据流进行AES加密，并通过经典信道发送至第一密钥池服务器；用于通过经典信道向第一密钥服务器发送进行连续变量量子密钥分发的请求；

第二用户端群，用于接收解密文件或发送需要加密的文件至第二密钥池服务器。

本发明的特征还在于，进一步的，所述量子密钥发送端包括：

脉冲激光器，用于产生脉冲相干光；

第一分束器，用于将脉冲相干光分离为1％的信号光与99％本振光；