[发明专利]基于中继站的复杂拓扑网络密钥分配系统的实现方法

权利要求书

1.基于中继站的复杂拓扑网络密钥分配系统的实现方法，其特征在于，具体按照以下步骤进行：

步骤A、连续变量初始密钥分发步骤：处于拓扑网络的多个发送方各自产生双模纠缠量子态，每个发送方保留一个双模纠缠量子态中的一个模，并将另外一个模经过量子信道送至由多个平衡分束器构成的中继站；

步骤B、连续变量密钥测量步骤：中继站将接收到的模进行测量并公开其测量结果，并将测量结果发送给多个发送方；

所述步骤B为：发送方A发送的模A₂和发送方B发送的模B₂经过平衡分束器BS₁，产生新的量子态模A'和模B'；发送方C发送的模C₂和发送方D发送的模D₂经过平衡分束器BS₂，产生新的量子态模C'和模D'；在中继站中，将模B'和模D'送至平衡分束器BS₃产生新的量子模H₂和模H₁，模A'和模C'送至平衡分束器BS₄产生新的量子模H₃和模H₄；将模H₁，H₂，H₃和H₄分别送至各个零差探测器进行检测，对于H₁，检测正交P方向的量，即对于H₂，检测正交X方向的量，即对于H₃，检测正交X方向的量，即对于H₄，检测正交X方向的量，即中继站通过光纤信道将检测结果公开传输到发送方A、B、C和D；

步骤C、多个发送方利用公开测量的结果对各自保留的模进行操作，从而获得一致的安全的密钥。

2.根据权利要求1所述的基于中继站的复杂拓扑网络密钥分配系统的实现方法，其特征在于，所述步骤A为：发送方A产生由模A₁和模A₂构成的双模纠缠量子态，发送方A保留模A₁，并将模A₂送至中继站；发送方B产生由模B₁和模B₂构成的双模纠缠量子态，发送方B保留模B₁，并将模B₂送至中继站；发送方C产生由模C₁和模C₂构成的双模纠缠量子态，发送方C保留模C₁，并将模C₂送至中继站；发送方D产生由模D₁和模D₂构成的双模纠缠量子态，发送方D保留模D₁，并将模D₂送至中继站。

3.根据权利要求1所述的基于中继站的复杂拓扑网络密钥分配系统的实现方法，其特征在于，所述步骤C为：

当获得的共同密钥为时，发送方A对保留的模A₁不进行任何操作，公式表示如下由此，可得其中是A₁在正交X方向进行零差检测的结果，是A₂在正交X方向进行零差检测的结果，为共同密钥；

发送方B对保留的模B₁进行位移操作，公式如下是B₃在X方向进行零差检测的结果，是B₁在X方向进行零差检测的结果，和是H₃和H₄在正交X方向进行零差检测的结果，发送方B接收到从中继站发送的和的具体值，根据公式：

发送方B选择检测结果和B₁经过位移零差检测后，得到的结果是根据得到共同密钥

发送方C对保留的模C₁进行位移操作，公式如下其中是C₃在正交X方向进行零差检测的结果，是C₁在X方向进行零差检测的结果，和是H₂和H₃在正交X方向进行零差检测的结果，发送方C选择检测结果和C₁经过位移零差检测后，得到的结果是根据得到共同密钥

发送方D对保留的模D₁进行位移操作，公式如下其中是D₃在正交X方向进行零差检测的结果，是D₁在正交X方向进行零差检测的结果，和是H₂和H₄在正交X方向进行零差检测的结果，发送方D选择检测结果和D₁经过位移零差检测后，得到的结果是根据得到共同密钥此时四方都获得了共同的密钥