[实用新型]一种应用于移动通信网络的量子密钥分发系统

说明书

本实用新型提出一种应用于移动通信网络的量子密钥分发系统，包括基站、移动通信终端和远程服务器；所述基站通过移动网络与所述移动通信终端交互，同时通过光纤与所述远程服务器交互；所述移动通信终端配置有真随机数发生器，所述基站配置有单光子发送模块，所述远程服务器配置有QKD接收设备。移动通信终端通过基站与远程服务器进行基于BB84协议的量子密钥协商，使移动通信终端和所述远程服务器获得相同的量子密钥，进而实现双方量子通信。本实用新型可以实现不安装QKD设备的移动通信终端与远程服务器之间的量子通信，提高移动通信终端的通信安全性。

技术领域

本实用新型涉及量子通信领域，尤其涉及一种应用于移动通信网络的量子密钥分发系统。

背景技术

随着计算机计算能力的提高和众多计算方法的飞速进步，传统的公钥密码体制已不能满足通信安全性要求，而量子密码学应运而生。量子密钥分发(QKD)的原理是利用量子力学特性使得通信双方能够产生并分享一个随机的、安全的密钥，以进行双方通信过程中对所传递信息的加密和解密，量子密钥具有绝对安全性和不可破译性。

现有技术中，通信双方通常需要各自安装QKD设备，然后依据量子密钥分发协议进行量子通信，最常见的有BB84协议、B92协议和E91协议。

但是，无论基于哪种协议，都需要在通信双方安装QKD设备才能实现量子通信。但是对于一些尺寸较小的移动通信终端，例如手机等，由于QKD设备的尺寸较大，价格较高，因此目前还未能将QKD设备集成到这类小型通信终端中，因此，手机等小型移动通信终端设备不能加入量子保密网络。

如何在手机等小型移动通信终端设备不集成QKD设备的情况下，使手机等小型移动通信终端能够与一个远程服务器进行量子通信，是本领域所要解决的一个技术问题。

发明内容

发明目的：为解决上述技术问题，本实用新型提出一种应用于移动通信网络的量子密钥分发系统。

技术方案：本实用新型提出的技术方案为：

一种应用于移动通信网络的量子密钥分发系统，包括基站、移动通信终端和远程服务器；所述基站通过移动网络与所述移动通信终端交互，同时通过光纤与所述远程服务器交互；

所述移动通信终端配置有真随机数发生器，所述基站配置有单光子发送模块，所述远程服务器配置有QKD接收设备；

所述移动通信终端通过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，并发送给所述基站；所述基站通过单光子发送模块根据所述第一真随机数序列发送相应偏振态的光子；所述远程服务器通过QKD接收设备随机选择测量基对接收到的光子进行测量，得到光子偏振态信息；

远程服务器通过经典信道将测量基序列告诉移动通信终端，移动通信终端通过经典通信告诉远程服务器哪些是正确的测量基序列，通过协商后远程服务器和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；然后远程服务器和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，然后远程服务器和移动通信终端之间即获得了无条件安全的量子密钥。

进一步的，所述单光子发送模块为弱激光脉冲发生器。

进一步的，所述基站和移动通信终端之间通过对称密钥机制进行保密通信。

进一步的，所述基站与所述远程服务器之间还设置有若干量子中继器，所述若干量子中继器通过光纤串联以形成所述基站与所述远程服务器之间的量子信道。

有益效果：本实用新型相对于现有技术，具有以下技术效果：