[发明专利]连续变量量子密钥分发异步采样方法及系统

说明书

本发明提供了一种连续变量量子密钥分发异步采样方法及系统，涉及计算机信息技术领域，该方法包括：步骤S1：构造服从高斯分布的量子光脉冲信号，构造幅值恒定的强光脉冲信号，再将强光脉冲信号间插在量子光脉冲信号中进行发送；步骤S2：对接收的光脉冲信号进行过采样，查找强光脉冲信号峰值采样点索引位，基于该索引位提取量子光脉冲信号峰值采样值。本发明能够利用幅值恒定的强光脉冲信号判定最优采样点，并基于此提取量子光脉冲信号的最优采样值，既无需传递同步时钟信号降低了硬件复杂度，又可以消除非同源时钟抖动引起的采样偏差，有利于集成化连续变量量子密钥分发系统的实现。

技术领域

本发明涉及计算机信息技术领域，具体地，涉及一种连续变量量子密钥分发异步采样方法及系统，尤其涉及一种连续变量量子密钥分发异步采样方法。

背景技术

随着信息社会的快速发展，人类社会中军事、金融、能源等重要领域对信息技术的依赖性越来越强，随之带来了对信息安全性的高需求。量子保密通信是目前已知具有较高安全性的一种通信方式，借助量子力学特性保护通信信息不被窃听者获取。量子保密通信主要分为两个部分：首先进行量子密钥分发(QKD)，利用测不准原理等量子力学特性在量子信道分发具有极高保密性的密钥；随后使用得到的密钥对通信信息进行一次一密的加密方案，并使用经典信道完成信息传输。在整个过程中，量子密钥分发是非常关键一步，该步骤的安全性决定了整个通信过程的安全性，因此得到了广泛的研究，也是目前量子信息技术中发展较为成熟的一项。

量子密钥分发主要分为离散变量量子密钥分发和连续变量量子密钥分发两种类型。离散变量量子密钥分发和连续变量量子密钥分发的主要区别在于传输信息的载体不同。以在1984年提出的BB84协议为代表的离散变量量子密钥分发使用单光子偏振态这类离散变量进行密钥分发；而以在2002年提出的GG02协议为代表的连续变量量子密钥分发则使用光场正则分量这类连续变量进行密钥分发。相比离散变量量子密钥分发，虽然连续变量量子密钥分发起步较晚，但是其具有信号易探测、易于与经典光网络融合等优点，具有较好的实际应用前景，因此得到了业界的重视与研究。目前安全性证明最完备、发展最成熟的连续变量量子密钥分发协议是高斯调制相干态连续变量量子密钥分发协议，该协议使用高斯调制相干态信号完成密钥分发。

公开号为CN106130943A的发明专利，公开了一种连续变量量子密钥分发系统数据采集方法及系统，所述系统包括采用同源时钟的发送端和接收端，将发送端时钟分出一路通过经典信道传输给接收端，并作为接收端的系统时钟源；接收端采用和发送端调制信息相同的时钟频率对接收信号进行采样，并将采样数据送至数据处理及控制模块进行处理，根据采样数据所提供的信息确定采样时钟上升沿和信号峰值位置点之间的相位差，通过反馈调整延时模块的延时值，使得采样时钟的上升沿和峰值位置点严格对齐，以实现精确的峰值采样。

公开号为CN109039606A的发明专利，公开了一种连续变量量子密钥分发系统中的同频采样方法及电路，包括：对光路上的数据进行采样，得到一段采样数据；计算采样数据的平均值，存储得到的平均值以及对应的采样点；对数据采样时的采样相位进行调整；如此重复，重复次数＝单个数据周期/DPS最小调整粒度；比较存储的各个采样点的平均值，取最大平均值对应的采样点为最终采样点，调整采样相位为最终采样点对应的采样相位。

为了确保连续变量量子密钥分发系统在实际实施中正常工作，接收端准确采集信号是十分必要的。传统的连续变量量子密钥分发系统利用发送端发射的本振光做时钟信号，或采用另一波长单独传输时钟信号，保障收发端的时钟同步，实现信号的同步采样。但该方案增加了硬件设备复杂度，不利于集成化连续变量量子密钥分发系统的实现。利用本地时钟信号直接进行采样，又会因为固有的收发两端时钟偏移导致采样出现错误。而又由于光量子信号十分微弱，传统的时钟恢复方案并不适用。为此，需要针对连续变量量子密钥分发系统提出异步采样方法，保障通信双方的密钥信息准确传输。

发明内容

针对现有技术中的缺陷，本发明提供一种连续变量量子密钥分发异步采样方法及系统。