[发明专利]一种量子密钥分发系统中同步修正漏洞检测方法及装置

权利要求书

1.一种量子密钥分发系统中同步修正漏洞检测装置，其特征在于，包括波分复用模块、信号光延迟模块、偏振检测模块、经典信息截取模块，其中：

所述波分复用模块用于根据不同波长将发射端所发射的光进行空间上的分离得到同步光和信号光，同步光发送给接收端；信号光分别发送给信号光延迟模块、偏振检测模块；

偏振检测模块用于检测同步修正过程中信号光所使用的偏振，从而根据该偏振信息选择是否向信号光延迟模块发送激励信号以实施对信号光的延迟；

所述信号光延迟模块用于根据接收到的激励信号选择是否对当前的信号光传输施加延迟，并将处理后的信号光发送给接收端；

所述经典信息截取模块用于在密钥分发阶段中窃听发射端、接收端所公布的基选择信息。

2.根据权利要求1所述量子密钥分发系统中同步修正漏洞检测装置，其特征在于：偏振检测模块所选择的偏振根据攻击者的需要改变为H、V、P、N中的一种或两种以上偏振。

3.根据权利要求2所述量子密钥分发系统中同步修正漏洞检测装置，其特征在于：信号光延迟模块中所施加延迟的时间长度由攻击实施者根据需要调节。

4.根据权利要求3所述量子密钥分发系统中同步修正漏洞检测装置，其特征在于：根据经典信息截取模块窃听到的基选择信息和偏振检测模块同步修正过程中检测员模拟攻击所选择延迟的偏振信息实现对部分密钥的推断。

5.一种基于权利要求1所述的量子密钥分发系统中同步修正漏洞检测装置的检测方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤A)，在QKD系统进入校准准备阶段以前，将同步修正攻击所需要的检测装置的各模块接入光路与经典信道中；在同步修正过程中，根据检测员所模拟的攻击方法调节偏振检测模块选择特定偏振的信号光施加延迟的激励信号；信号光延迟模块根据激励信号对信号光施加延迟时间为t的延迟；检测给V、P、N三种偏振的信号光增加延迟的攻击；

步骤B)，令QKD系统进入密钥分发阶段，调节信号光延迟模块关闭其对特定偏振信号光传输施加的延迟，且在实际t到2t时间内阻止信号光抵达接收端；若QKD系统由于信号光被抑制而触发任何警报，则判定漏洞不存在；在密钥分发阶段开始一开始的t时间内，在同步修正过程中V、P、N三个探测器的探测响应事件被抛弃，而这三个探测器在实际t到2t时间内的响应事件被打上了0到t的系统时间标签；因为实际上t到2t时间内任何信号光均被阻挡，所以接收端探测器在QKD系统0到t时间内有效响应事件只可能由于H偏振探测器探测到了光子而产生；

步骤C)，在经典信息截取模块中监听发射端和接收端所公开的基选择信息；检测员通过将QKD系统t时间内经典信道上被声明有探测计数的时刻都记录为H探测器响应得到的相应比特，得到一个比特串；若在QKD系统t时间内QKD系统没有产生大于预定计数阈值的有效计数，则检测员重新开始检测；

步骤D)，令密钥分发阶段继续持续预定时间，使得发射端和接收端获取大于预定长度阈值的比特串进行误码率检测；由于在同步修正过程中检测员已使得部分探测器响应事件的时间标签存在人为造成的延迟，系统时间t之后QKD系统中将存在固有的误码；若系统检测到的误码率保持系统正常运行的错误率以下，未触发警报，则继续下一步骤，否则判定同步修正漏洞不存在；

步骤E)，检测员将模拟攻击所获得的初始系统t时间内的比特串与发射端、接收端在相应时间内所制备得到的比特串进行对比，若发现模拟攻击成功获取了发射端、接收端在此时间内制备的全部比特，则判定同步修正漏洞存在；如果由于物理器件误差导致检测员窃取的比特串和发射端、接收端的比特串不完全相同但关联度大于关联阈值，仍判定同步修正漏洞存在；若模拟攻击窃取的信息和发射端、接收端的比特串不存在关联或关联度低于关联阈值，则判定同步修正漏洞不存在。

6.根据权利要求5所述检测方法，其特征在于：所述偏振检测模块通过偏振分束器、半波片或四分之一波片对特定偏振信号光进行选择。

7.根据权利要求6所述检测方法，其特征在于：施加延迟的反馈控制信号通过单光子探测器输出。