[发明专利]基于连续变量量子密钥分发的区块链数据加密系统及其实现方法

说明书

本发明公开了一种基于连续变量量子密钥分发的区块链加密系统及其实现方法，属于区块链技术领域。中心服务器接收第一节点、第二节点和第三节点的光信号数据，并将处理后的数据再分别发送至第二节点和第三节点；节点中的高斯调制模块A、B、C和第一、二数据处理模块将数据处理后，经过密钥协商和私密放大，第一节点、第二节点和第三节点获得一个相同的密钥，三个节点使用这个密钥对数据加密。本发明将连续变量量子密钥分发技术应用到区块链加密当中，通信的多方通过监听接收数据并估计信道噪声来判断窃听者的存在，从而确定接收到的密钥是否安全，保证系统的安全性；并支持多方同时建立密钥，可广泛应用在区块链系统的用户认证、数据加密等模块。

技术领域

本发明属于区块链技术领域，特别是涉及一种基于连续变量量子密钥分发的区块链加密系统及其实现方法。

背景技术

区块链技术的应用和开发，数字加密技术是关键。一旦加密方法遭到破解，区块链数据的安全性将受到挑战，区块链的不可篡改性也将不复存在。目前主要使用的是经典的对称加密和非对称加密算法，随着量子计算机不断研究，这种传统的加密方式将面临重大威胁，寻求一种绝对安全的加密方式是区块链技术的发展中亟待解决的问题。

量子密钥分发是一种可以建立在不可信量子信道上的加密通信协议，通信双方共享的安全密钥是由量子力学的不可克隆和测不准原理得到保证的。在实际的量子密钥分发系统中，如果由第三方的窃听者加入，必定会增加系统的额外噪声，通信双方通过对信道的估计和监测可以及时发现窃听者的存在。目前，量子密钥分发主要由离散变量和连续变量两种实现方案。相较于离散变量量子密钥分发技术，连续变量方案不需要制备单光子也不需要单光子探测器，因此更适合在应用中使用和推广。使用连续变量量子密钥分发技术来加密区块链信息可以保证区块链系统的安全性。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于连续变量量子密钥分发的区块链加密系统及其实现方法，结合连续变量量子密钥分发技术，区块链技术，实现安全的区块链加密认证系统。

本发明所采用的技术方案是：提供一种基于连续变量量子密钥分发区块链数据加密系统，由中心服务器、第一节点、第二节点和第三节点构成；

所述中心服务器用于接收和测量量子信息，并将测量的结果分别发送给第二节点和第三节点，具体包括：

第一分束器，用于将第一节点发送的信号光和第二节点发送的信号光进行干涉；干涉后的一束信号光被第一探测器探测，测量基为光场正交分量X，测量结果为X_D；另一束信号光传输至第二分束器，与第三节点发送的信号光进行干涉；

第二分束器，用于将第一分束器干涉后的信号光与第三节点发送的信号光进行干涉；干涉后的一束信号光被第二探测器探测，测量基为光场正交分量X，测量结果为X_E，另一束信号光被第三探测器探测，测量基为P，测量结果为P_F；

第一探测器，用于探测第一分束器输出的光信号，测量基为光场正交分量X，测量结果为X_D，并将测量结果X_D分别发送至第二节点的第一数据处理模块和第三节点中的第二数据处理模块；

第二探测器，用于探测第二分束器输出的光信号，测量基为光场正交分量X，测量结果为X_E，并将测量结果X_E发送至第三节点中的第二数据处理模块；

第三探测器，用于探测第二分束器干涉后的光信号，测量基为光场正交分量P，测量结果为P_F，并将测量结果P_F发送至第三节点中的第二数据处理模块；

所述第一节点包括：

第一可调谐脉冲激光器，用于产生脉冲相干激光，脉冲频率为10MHz；