[发明专利]一种移动通信终端量子通信方法及系统

说明书

本发明提出一种移动通信终端量子通信方法及系统。本发明用设置了单光子发射模块或单光子检测模块的基站作为移动通信终端的代理，与相应的配置了QKD接收设备或QKD发送设备的远程服务器交互。基站代理移动通信终端作为发送方或接收方，与相应的作为接收方或发送方的远程服务器进行基于BB84协议的量子密钥协商，使移动通信终端和所述远程服务器获得相同的量子密钥，进而实现双方量子通信。本发明可以实现不安装QKD设备的移动通信终端与远程服务器之间的量子通信，提高移动通信终端的通信安全性。

技术领域

本发明涉及量子通信领域，尤其涉及一种移动通信终端量子通信方法及系统。

背景技术

量子密钥分发(QKD)是目前已经产业化应用的量子通信技术，它的原理是利用量子力学特性使得通信双方能够产生并分享一个随机的、安全的密钥，以进行双方通信过程中对所传递信息的加密和解密。基于量子力学的基本原理，其传递的量子密钥是无法破解的，具有无条件的安全性，其安全性远高于目前基于数论难解问题构建的RSA等密码体制。

现有技术中，用到量子密钥分发(QKD)技术实现量子通信的场景很多，但都是基于通信双方安装QKD设备而实现的。但是对于一些尺寸较小的移动通信终端，例如手机等，由于QKD设备的尺寸较大，价格较高，因此目前还未能将QKD设备集成到这类小型通信终端中，因此，手机等小型移动通信终端设备不能加入量子保密网络。

如何在手机等小型移动通信终端设备不集成QKD设备的情况下，使手机等小型移动通信终端能够与一个具备QKD设备的服务器进行量子通信，是本领域所要解决的一个技术问题。

发明内容

发明目的：为解决上述技术问题，本发明提出一种移动通信终端量子通信方法及系统。

技术方案：本发明以基站作为不安装QKD设备的移动通信终端的代理，以实现移动通信终端与远程服务器之间的量子通信。本发明提出的技术方案为：

一种移动通信终端量子通信方法，包括以下步骤：

(1)为基站配置单光子发射模块或单光子检测模块，在远程服务器相应地设置单QKD接收设备或QKD发送设备，为移动通信终端配置真随机数发生器；所述移动通信终端通过所述基站接入互联网，而所述基站与远程服务器之间通过光纤连接；

(2)所述移动通信终端与所述基站交互，使得所述基站作为移动通信终端的代理方与所述远程服务器进行基于BB84协议的量子密钥协商，使移动通信终端和所述远程服务器获得相同的量子密钥，进而实现双方量子通信。

可选的，当所述基站配置有单光子发射模块，而所述远程服务器配置有QKD接收设备时，所述移动通信终端与所述远程服务器之间协商量子密钥的具体步骤包括：

移动通信终端通过真随机数发生器生成用于选择光子偏振态的第一真随机数序列，并将第一真随机数序列发送给部署于基站的单光子发射模块；单光子发射模块根据第一真随机数序列向远程服务器端的QKD接收设备发送相应偏振态的光子；

QKD接收设备随机选择测量基对接收到的光子进行测量，将得到的光子偏振态信息反馈给远程服务器；

远程服务器通过经典信道将测量基序列告诉移动通信终端，移动通信终端通过经典通信告诉远程服务器哪些是正确的测量基序列，通过协商后远程服务器和移动通信终端即可以获得按照BB84协议得出的第一量子密钥；然后远程服务器和移动通信终端之间再随机的对第一量子密钥中的某些密钥序列进行公开比对，当误码率小于门限值，则双方继续进行比特纠错和隐私放大，然后远程服务器和移动通信终端之间即获得了无条件安全的量子密钥。

可选的，当所述基站配置有单光子检测模块，而所述远程服务器配置有QKD发送设备时，所述移动通信终端与所述远程服务器之间协商量子密钥的具体步骤包括：