[发明专利]面向安全性分析的量子密钥分发系统物理建模方法

说明书

本发明提供了一种面向安全性分析的量子密钥分发系统物理建模方法，针对量子密钥分发系统中的单光子源、量子信道和单光子探测器三个部分的物理器件进行建模，从而获得实际物理系统输出结果的仿真数据。在本发明设计的仿真系统中，量子密钥分发系统的物理器件的参数可配置，因此能够利用该仿真系统对不同的量子密钥分发系统的物理器件进行仿真。本发明设计的仿真系统由两个客户端软件组成，分别为Alice端和Bob端。两端均由物理器件仿真模块、数据生成模块和数据传输模块构成。量子密钥分发技术已经实现了商业化，本发明设计的仿真系统具有较强的实用价值，应用前景良好。

技术领域

本发明属于网络系统技术领域，具体涉及面向安全性分析的量子密钥分发系统物理建模方法。

背景技术

名词解释：

量子通信中通信双方分别称为Alice端和Bob端。其中，Alice端为光源端，由单光子源不断发出单光子脉冲；Bob端为探测端，单光子探测器接收来自Alice端的光子，进行测量。

量子密钥分发基于量子力学的基本原理，具有理论上的绝对安全性。在国防、金融和政务方面扮演着不可替代的角色。世界上许多国家都已投入大量人力物力进行研究。

随着量子密钥分发系统逐渐实用化，对其安全性分析也越来越重要。主流的做法是对量子密钥分发系统进行建模，然后进行理论分析。然而，目前现存的建模方法都只停留在理论分析的层面，无法得到仿真的数据进行量化分析。

发明内容

本发明的目的是为了解决现存建模方法的不足，通过对配置物理系统的参数，计算仿真结果，获得物理系统的仿真数据，从而可应用于量化安全分析以及后处理算法的正确性研究。

本发明的目的是通过下述技术方案实现的。

a. Alice端根据配置的参数生成单光子源的模拟数据，通过网络发送给Bob端。

b. Bob端对不同的物理器件建立数学模型，根据配置的参数，计算出单光子源、量子信道以及单光子探测器的损耗和工作效率。

c. Bob端接收来自Alice端的字节码数据。

d. Bob端根据物理器件的工作效率，结合来自Alice的数据，计算出单光子探测器得到不同测量结果的概率。

e. Bob端根据概率分布分配测量结果，得到仿真数据。

与现有仿真模型相比，本发明的优点在于：

(1)本发明能够对不同的量子密钥分发系统中的物理器件进行仿真建模，具有通用性。

(2)本发明能够生成仿真数据，可以对物理系统进行量化安全分析。同时，可以用于量子密钥分发后处理中的误码协商算法的正确性研究。

附图说明

图1是本发明所述的面向安全性分析的量子密钥分发系统物理建模方法的软件结构示意图；

图2是本发明所述的面向安全性分析的量子密钥分发系统物理建模方法的软件流程图。

图3是本发明所述的面向安全性分析的量子密钥分发系统物理建模方法的数据格式。

具体实施方式

下面结合说明书附图和具体实施对本发明做进一步地详细说明。图1为本发明所述面向安全性分析的量子密钥分发系统物理建模方法的软件结构示意图，图2为本发明所述面向安全性分析的量子密钥分发系统物理建模方法的软件流程图。图3为本发明所述面向安全性分析的量子密钥分发系统物理建模方法的数据格式。