[发明专利]一种基于路由器的局域网终端量子通信方法及系统

权利要求书

1.一种基于路由器的局域网终端量子通信方法，用于实现一个局域网内的终端与另一个局域网内的终端之间的量子通信，其特征在于，包括步骤：

(1)分别为形成第一局域网的第一路由器和形成第二局域网的第二路由器配置单光子发射模块和单光子检测模块，为第一、第二局域网中的终端配置真随机数发生器，在第一路由器和第二路由器之间建立量子信道；

(2)第一局域网/第二局域网中的终端分别通过相应路由器与另一局域网中的终端进行基于BB84协议的密钥协商：

发送方终端通过配置的真随机数发生器生成用于选择光子偏振态的偏振态序列，并将偏振态序列发送给发送方路由器；发送方路由器的单光子发射模块根据偏振态序列调制光子的偏振态，并将调制后的光子串通过量子信道按照预设的时间间隔依次发送给接收方路由器；

接收方终端通过配置的真随机数发生器生成用于选择测量基的测量基序列，并将测量基序列发送给接收方路由器；接收方路由器的单光子检测模块根据测量基序列选择相应的测量基对接收到的光子进行逐个测量，并将测量结果反馈给接收方终端；

接收方终端通过经典信道将测量基序列告诉发送方终端，发送方终端通过经典通信告诉接收方终端哪些是正确的测量基序列，通过协商后两个终端即可以获得按照BB84协议得出的第一量子密钥；然后两个终端之间再随机的对第一量子密钥中的某些密钥序列进行公开比对，当误码率小于门限值，则双方继续进行比特纠错和隐私放大，最终获得无条件安全的量子密钥；

(3)发送方终端与接收方终端通过量子密钥进行经典信道上的量子通信。

2.根据权利要求1所述的基于路由器的局域网终端量子通信方法，其特征在于，所述BB84协议为基于诱骗态的BB84协议。

3.根据权利要求1所述的基于路由器的局域网终端量子通信方法，其特征在于，所述两个终端分别与相应的路由器之间进行保密通信：

第一/第二终端中存储有预先与远程管理中心协商得到的共享密钥池；所述第一/第二路由器与远程管理中心通过量子信道连接；

第一/第二终端通过真随机数发生器生成用于选择实时密钥的实时密钥选择序列，并根据实时密钥选择序列从所述共享密钥池选择实时密钥；第一/第二终端将实时密钥选择序列发送给第一/第二路由器，第一/第二路由器向远程管理中心提出密钥请求，同时将实时密钥选择序列传递给远程管理中心，然后通过量子信道获取远程管理中心根据实时密钥选择序列从共享密钥池中选取的实时密钥，至此，第一/第二终端与第一/第二路由器拥有相同的实时密钥，第一/第二终端与第一/第二路由器通过实时密钥进行本次保密通信。

4.一种基于路由器的局域网终端量子通信系统，其特征在于，包括：

配置有单光子发射模块和单光子检测模块的第一路由器、第二路由器，位于第一路由器所形成的第一局域网内并配置有真随机数发生器的第一终端，位于第二路由器所形成的第二局域网内并配置有真随机数发生器的第二终端；

第一路由器、第二路由器之间形成量子信道，第一局域网/第二局域网中的终端通过相应路由器与另一局域网中的终端通过权利要求1至3任意一项所述方法进行量子通信。

5.根据权利要求4所述的基于路由器的局域网终端量子通信系统，其特征在于，所述第一路由器、第二路由器之间的量子信道通过光纤建立形成。

6.根据权利要求4所述的基于路由器的局域网终端量子通信系统，其特征在于，所述第一路由器、第二路由器之间的量子信道通过光纤串联的量子中继器形成。