[发明专利]基于光纤通信链路偏振模色散的密钥生成方法及装置

权利要求书

1.基于光纤通信链路偏振模色散的密钥生成方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤一、采用扰偏仪打乱链路中的偏振态；

步骤二、合法通信双方相互发送预先定义的探测序列经由单模光纤传输；

步骤三、通信双方利用光纤通信链路的偏振模色散效应生成物理层加密密钥，对生成的初始密钥比特进行隐私放大，获得密钥的有效信息量；

步骤四、发射端使用Logistic混沌系统产生随机二进制比特作为保护密钥，与基于偏振模色散生成的密钥比特做异或运算，形成双重加密，保证密钥的唯一性和随机性；

步骤五、将色度色散、光纤非线性和载波相位噪声在接收端使用数字信号处理方式进行补偿处理。

2.如权利要求1所述的基于光纤通信链路偏振模色散的密钥生成方法，其特征在于，所述步骤三中，包括：

C波段不同波长的光利用偏振模色散效应分别生成加密密钥，使用波分复用方式提升密钥生成速率。

3.如权利要求1所述的基于光纤通信链路偏振模色散的密钥生成方法，其特征在于，所述步骤五中，包括：

在光信号传输过程中，使用光纤放大器补偿损耗；

光信号到达接收端时进行相干检测，保存光信号场完整的幅度和相位信息，使用数字信号处理，对整个光纤通信链路中的色度色散、光纤非线性、数字时钟恢复、偏振解复用及动态均衡、载波相位噪声进行补偿。

4.如权利要求3所述的基于光纤通信链路偏振模色散的密钥生成方法，其特征在于，还包括：

光纤链路中的色度色散采用电域色散补偿方式，利用频域均衡器进行补偿；

链路的光纤非线性补偿采用多通道数字反向传输算法，载波相位评估采用维特比-维特比算法。

5.基于光纤通信链路偏振模色散的密钥生成装置，其特征在于，包括混沌序列产生模块、加密模块、收发器模块、传输模块及数字信号处理模块；

混沌序列产生模块，使用Logistic混沌系统产生随机二进制比特序列，作为物理层密钥的保护密钥；

加密模块，利用偏振模色散效应生成物理层 密钥，将保护密钥与物理层密钥做异或运算，生成通信所需的加密密钥后，利用此密钥可基于对称加密算法对所要传输的调制明文信息进行加密，得到加密后的密文，当上述明文加密完成后，系统切换至正常通信模式进行通信；

收发器模块，用于信息的输入、编码、调制、发送以及接收；

传输模块，用于将加密后的信号进行远距离传输；

数字信号处理模块，用于对接收机接收到的信号进行色度色散补偿、光纤非线性补偿、数字时钟恢复、偏振解复用及动态均衡以及相位噪声补偿处理。