[发明专利]量子密钥分配设备的自动化配置方法

说明书

本发明公开了一种量子密钥分配设备的自动化配置方法，激光脉冲经第一光衰减器衰减至单光子水平后进入编码器被编码；同步光经第二光衰减器衰减后产生同步光脉冲，然后与单光子水平的量子光通过合光器合在一起，进入公共信道，通过公共信道后达到接收端；通过分光器将两路光信号分开；同步光脉冲被同步光探测器接收探测后，输出同步时钟信号，用来触发单光子探测器；单光子水平的量子光进入解码器被解码；最后被单光子探测器探测；还包括同步光光强扫描、单光子探测器延时扫描和调相器调相电压扫描。本发明还公开了量子密钥分配设备的自动化配置系统。本发明简化了在实际线路中设备的配置过程，降低了设备对人员的专业要求，同时大大降低了网络的维护成本。

技术领域

本发明属于量子保密通信技术领域，涉及量子密钥分配(QKD)系统中用来实现量子密钥分配设备的自动化配置，尤其涉及一种量子密钥分配设备的自动化配置方法与系统。

背景技术

量子保密通信结合了量子物理原理和现代通信技术。量子保密通信通过量子物理原理保障异地密钥协商过程和结果的安全性，与“一次一密”加密技术结合，可以实现不依赖算法复杂度的保密通信。量子保密通信的基础是量子密钥分配(QKD)，量子密钥分配利用量子力学原理，可实现通信双方协商好无条件安全的密钥，而且不会被未经许可的第三方窃听。

量子保密通信技术已经从实验室走向了实际应用。世界各地已建成或正在建设量子保密通信网：2007年美国DARPA展示了构建覆盖全国的量子保密通信网络规划；欧洲12个国家于2008年10月在维也纳建成了5节点的量子保密通信网络，其后将节点数扩展到8个；日本于2010年建成东京量子密码网络；中国于2009年在安徽芜湖建成首个“量子政务网”；2016年即将建成超过1000公里的“京沪量子保密干线”；量子保密通信技术的应用已经展开。

这些量子保密通信网的网络层级结构一般分为三层，第一层是量子密钥分配层，由量子密钥分配设备和量子路由交换设备组成，用来在各用户之间分配量子密钥；第二层是量子密钥管理与服务层，用来实现密钥的管理并对用户提供密钥服务；第三层是量子密钥应用层，由各种密码应用设备组成，例如各种加密机、VPN等，这些密码应用设备接收第二层提供的密钥，并对要传输的信息进行加密，从而实现保密通信。

在量子保密通信网络中，量子密钥分配设备需要部署在各个通信节点上，以满足各节点之间的保密通信需求。而各节点之间的实际线路环境(节点间的距离和线路衰减等)比较复杂，为了能使量子密钥分配设备工作正常，需要根据线路的实际情况配置设备参数。如果线路发生变化，设备参数需要相应调整。这个问题使得设备必须要在安装现场进行配置和调试，而设备自身在出厂前也会进行参数配置，这样配置的参数可能会因为与实际环境不符合而更改。另外，在后续的使用过程中，如果网络的线路环境有变化，设备同样需要重新调整参数。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对上述现有量子密钥分配设备的不足，提供一种量子密钥分配设备的自动化配置方法与系统，本量子密钥分配设备的自动化配置方法与系统简单有效，可实时配置设备或系统中与线路环境相关的三个重要参数，实现设备或系统对线路环境的自适应和自动配置，简化了设备或系统的安装调试过程和使用过程中的维护，大大降低了后期的量子网络运营成本。

为解决上述技术问题，本发明采取的技术方案为：量子密钥分配设备的自动化配置方法，包括发射端和接收端；发射端的量子光激光器发出的激光脉冲，经第一光衰减器衰减至单光子水平后，形成单光子水平的量子光，单光子水平的量子光进入编码器被编码；发射端的同步光激光器发出的同步光，经第二光衰减器衰减后，产生同步光脉冲，然后同步光脉冲与单光子水平的量子光通过合光器合在一起，然后进入公共信道，通过公共信道后达到接收端；通过接收端的分光器将两路光信号分开；同步光脉冲被同步光探测器接收探测后，输出同步时钟信号用来触发单光子探测器；单光子水平的量子光进入解码器被解码；被解码的单光子水平的量子光最后被单光子探测器探测；编码器和解码器均由调相器和干涉环组成；通过给调相器加载不同的电压，可以调制不同的相位；