[发明专利]基于量子密钥的物联网保密通信系统及方法

权利要求书

1.一种基于量子密钥的物联网保密通信系统，其特征在于：包括，

第一量子密钥分配终端，用于发送量子光信号和同步光信号；所述量子光信号包括至少两种波长不同的量子光、且波长不同的量子光携带的量子态各自独立；所述同步光信号与量子光信号波长都不相同；

至少两个第二量子密钥分配终端，用于接收同步光信号和单波长量子光信号；

波分复用器组，用于接收所述第一量子密钥分配终端发送的量子光信号和同步光信号，将所述量子光信号分成至少两种波长不同的单波长量子光，将所述同步光信号分成至少两路功率相同的同步光；以及将所述单波长量子光与一路同步光合波后传输至所述第二量子密钥分配终端；

所述第一量子密钥分配终端和第二量子密钥分配终端通过所述单波长量子光协商生成两者共享的量子密钥，所述共享的量子密钥用于物联网保密通信业务的加/解密。

2.如权利要求1所述的基于量子密钥的物联网保密通信系统，其特征在于：所述第一量子密钥分配终端包括第一光子芯片，所述第一光子芯片包括同步光激光器和至少两个发送端功能模块，所述两个发送端功能模块分别产生并发送两种波长不同的量子光、且所述两种波长不同的量子光携带的量子态各自独立；所述同步光激光器产生同步光，且同步光波长与量子光波长不同。

3.如权利要求2所述的基于量子密钥的物联网保密通信系统，其特征在于：所述第二量子密钥分配终端包括第二光子芯片，所述第二光子芯片包括一个接收端功能模块，所述接收端功能模块用于接收同步光和单波长量子光。

4.如权利要求1或2或3所述的基于量子密钥的物联网保密通信系统，其特征在于：所述第一量子密钥分配终端连接第一量子网关，为所述第一量子网关提供与第二量子密钥分配终端共享的量子密钥；所述第一量子网关连接公共网络和物联网云平台，其使用第一量子密钥分配终端提供的所述量子密钥解密通过公共网络传输的用户数据，以及使用所述量子密钥加密物联网云平台数据后通过公共网络向用户侧传输。

5.如权利要求1或2或3所述的基于量子密钥的物联网保密通信系统，其特征在于：其还包括至少两个第二量子网关，所述两个第二量子密钥分配终端分别与所述两个第二量子网关连接，分别为所述两个 第二量子网关提供与第一量子密钥分配终端共享的量子密钥；所述第二量子网关连接公共网络和用户侧内网，其使用第二量子密钥分配终端提供的所述量子密钥解密通过公共网络传输的物联网云平台数据，以及使用所述量子密钥加密用户侧内网数据后通过公共网络向物联网云平台侧传输。

6.如权利要求1所述的基于量子密钥的物联网保密通信系统，其特征在于：还包括第一量子密钥服务端，所述第一量子密钥服务端用于存储和管理所述第一量子密钥分配终端的量子密钥。

7.如权利要求1所述的基于量子密钥的物联网保密通信系统，其特征在于：还包括至少两个第二量子密钥服务端，所述两个第二量子密钥服务端分别用于存储和管理所述两个第二量子密钥分配终端的量子密钥。

8.一种基于量子密钥的物联网保密通信方法，其特征在于：物联网保密通信所使用的量子密钥由第一量子密钥分配终端和第二量子密钥分配终端协商生成并共享；其中，所述第一量子密钥分配终端能够独立的与至少两个第二量子密钥分配终端分别协商生成共享的量子密钥；

所述第一量子密钥分配终端与至少两个第二量子密钥分配终端分别协商生成共享的量子密钥的过程为：

（1）所述第一量子密钥分配终端发送量子光信号和同步光信号；所述量子光信号包括至少两种波长不同的量子光、且波长不同的量子光携带的量子态各自独立；所述同步光与量子光波长都不相同；

（2）波分复用器组接收所述第一量子密钥分配终端发送的量子光和同步光，将所述量子光分成至少两种波长不同的单波长量子光，将所述同步光信号分成至少两路功率相同的同步光，以及将所述单波长量子光与一路同步光合波后传输至所述第二量子密钥分配终端；

（3）所述两个第二量子密钥分配终端接收同步光和单波长量子光；

所述第一量子密钥分配终端和第二量子密钥分配终端通过所述单波长量子光协商生成两者共享的量子密钥。

9.如权利要求8所述的基于量子密钥的物联网保密通信方法，其特征在于：所述保密通信方法包括以下步骤：

（S1）第一量子网关使用由第一量子密钥分配终端提供的与第二量子密钥分配终端共享的量子密钥加密物联网云平台数据后通过公共网络向用户侧传输；

（S2）第二量子网关使用由第二量子密钥分配终端提供的所述量子密钥解密通过公共网络传输的物联网云平台数据；

或者，（S1）第二量子网关使用由第二量子密钥分配终端提供的与第一量子密钥分配终端共享的量子密钥加密用户侧内网数据后通过公共网络向云平台传输；

（S2）第一量子网关使用由第一量子密钥分配终端提供的所述量子密钥解密通过公共网络传输的用户侧内网数据。