[发明专利]一种基于基站的移动通信终端量子通信方法及系统

权利要求书

1.一种基于基站的移动通信终端量子通信方法，其特征在于，所述方法实施在通过同一基站接入互联网的两个移动通信终端之间，包括以下步骤：

（1）在移动通信终端上设置真随机数发生器，在基站设置量子密钥分发设备，包括单光子发射模块和单光子检测模块；

（2）两个移动通信终端以基站为中继进行基于BB84协议的量子密钥分发：

发送方移动通信终端通过相应真随机数发生器生成用于选择光子偏振态的第一真随机数序列，并将第一真随机数序列发送给单光子发射模块；单光子发射模块根据第一真随机数序列向单光子检测模块发送相应偏振态的光子；

接收方移动通信终端通过相应真随机数发生器生成用于选择测量基的第二真随机数序列，并将第二真随机数序列发送给单光子检测模块；单光子检测模块根据第二真随机数序列选择相应测量基对接收到的光子进行测量，将得到光子偏振态信息反馈给接收方移动通信终端；

（3）接收方移动通信终端通过经典信道将测量基序列告诉发送方移动通信终端，发送方移动通信终端通过经典信道告诉接收方移动通信终端哪些是正确的测量基序列，通过协商后两个移动通信终端即可以获得按照BB84协议得出的第一量子密钥；然后两个移动通信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，然后发送方移动通信终端和接收方移动通信终端之间即获得了无条件安全的量子密钥。

2.根据权利要求1所述的一种基于基站的移动通信终端量子通信方法，其特征在于，所述移动通信终端与基站配置有同样的密钥池，移动通信终端与基站每次通信时按照预先约定的方式从密钥池中选择相应的随机数序列作为本次通信的对称密钥以进行保密通信。

3.一种基于基站的移动通信终端量子通信系统，其特征在于，包括部署有量子密钥分发设备的基站和通过所述基站接入互联网的至少两个配置有真随机数发生器的移动通信终端；所述基站覆盖范围内的任意两个移动通信终端通过权利要求1至2任意一项所述的方法进行量子通信。

4.一种基于基站的移动通信终端量子通信方法，其特征在于，所述方法实施在通过不同基站接入互联网的两个移动通信终端之间，而两个基站之间通过光纤串联若干量子中继器以形成所述两个基站间的量子信道；所述方法包括以下步骤：

（1）在移动通信终端上设置真随机数发生器，在基站设置量子密钥分发设备，包括单光子发射模块和单光子检测模块；

（2）两个移动通信终端通过所述两个基站和两个基站间的量子信道进行基于BB84协议的量子密钥分发，包括步骤：

发送方移动通信终端通过相应真随机数发生器生成用于选择光子偏振态的第一真随机数序列，并将第一真随机数序列发送给发送方基站的单光子发射模块；发送方基站的单光子发射模块根据第一真随机数序列通过量子信道向接收方基站的单光子检测模块发送相应偏振态的光子；

接收方移动通信终端通过相应真随机数发生器生成用于选择测量基的第二真随机数序列，并将第二真随机数序列发送给接收方基站的单光子检测模块；接收方基站的单光子检测模块根据第二真随机数序列选择相应测量基对接收到的光子进行测量，将得到光子偏振态信息反馈给接收方移动通信终端；

（3）接收方移动通信终端通过经典信道将测量基序列告诉发送方移动通信终端，发送方移动通信终端通过经典信道告诉接收方移动通信终端哪些是正确的测量基序列，通过协商后两个移动通信终端即可以获得按照BB84协议得出的第一量子密钥；然后两个移动通信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，然后发送方移动通信终端和接收方移动通信终端之间即获得了无条件安全的量子密钥。

5.根据权利要求4所述的一种基于基站的移动通信终端量子通信方法，其特征在于，所述两个移动通信终端分别与其相应的基站配置相同的密钥池，所述任一移动通信终端与其相应基站进行通信时，按照预先约定的方式从密钥池中选择相应的随机数序列作为本次通信的对称密钥以进行保密通信。