[发明专利]基于量子密钥的物联网保密通信系统及方法

说明书

本发明公开了一种基于量子密钥的物联网保密通信系统及方法，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；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；至少两个第二量子密钥分配终端，用于接收同步光和单波长量子光；波分复用器组，用于接收第一量子密钥分配终端发送的量子光信号和同步光信号，将量子光信号分成至少两种波长不同的单波长量子光，将同步光信号分成至少两路功率相同的同步光，以及将单波长量子光与一路同步光合波后传输至第二量子密钥分配终端。本发明的物联网保密通信系统及方法，在确保安全通信的同时节省空间和成本。

技术领域

本发明涉及量子通信技术领域，具体涉及一种基于量子密钥的物联网保密通信系统及方法。

背景技术

物联网络将各种设备、设施通过信息传感设备接入互联网，实现对设备和过程的智能化感知、识别和管理。物联网可以将用户端的大量信息传输到云平台，利用云平台强大的计算能力对其进行处理，再将处理结果反馈用户端，减少用户端的处理负担。然而，物联网把设备接入互联网，这意味着传统安全威胁可以迅速渗透到物联网中，黑客有可能窥探正在传输的数据，甚至可能控制用户端设备，给生命、财产带来重大损失，必须确保物联网信息传输的安全性。

量子保密通信是结合量子密钥分配技术和密码技术的安全通信解决方案，量子密钥分配技术可以在空间分离的用户之间共享安全的量子密钥，其安全性由量子力学的基本原理保障，具有信息论安全性。量子网关使用量子密钥对通信内容进行加密传输，即使窃听者具有强大的计算能力，信息安全性也不受影响。

鉴于物联网云平台会接入大量的用户，要保证每一个用户的信息安全传输，就需要在云平台和每个用户之间都建立量子保密通信网络。由于光开关型的组网方式必然无法满足大量用户接入云平台的量子密钥使用需求，就需要在云平台侧为每个用户都部署一台对应的量子密钥分配终端，占用大量的空间和成本。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种基于量子密钥的物联网保密通信系统及方法，在确保安全通信的同时节省空间和成本。

第一方面，为了解决上述技术问题，本发明提供了一种基于量子密钥的物联网保密通信系统，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，所述量子密钥用于物联网保密通信业务的加/解密。

本发明一个较佳实施例中，进一步包括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。

本发明一个较佳实施例中，进一步包括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。