[实用新型]一种基于半导体光源相位噪声的光纤密钥分发装置

说明书

本实用新型涉及光信息安全技术领域，尤其是指一种基于半导体光源相位噪声的光纤密钥分发装置，其包括光源、第一分束器件、第二分束器件、第一光电探测器、第二光电探测器、第三光电探测器、第四光电探测器、第一光纤链路、第二光纤链路、第三光纤链路和第四光纤链路。本实用新型通过利用差值法消去了强度噪声项，在提取相位噪声的同时保证了还原信号具有较高的一致性；本实用新型设计巧妙、新颖，使得从通信双方发出的光信号经历相同的路径经过拍频相减后提取出光源的相位噪声，最后形成的密钥仅与光源自身以及密钥分发路径有关，抗干扰性更强，实现通信双方高速密钥分发。

技术领域

本实用新型涉及光信息安全技术领域，尤其是指一种基于半导体光源相位噪声的光纤密钥分发装置。

背景技术

密码学作为一种保障信息安全的重要技术，因其在缓解通信和计算机装置发展带来的日益严重的安全威胁方面的潜在应用而受到越来越多的关注。而在加密装置中，为合法用户提供共享密钥的密钥分发是最关键的问题之一，也是近年来的热门话题。

目前主流的密钥分发方案根据其安全性来源主要分为两类。前一种密钥分发的安全性被称为计算安全性，其安全性主要来源于数学算法，目的是使攻击者在有限的计算能力下无法在短时间内破解加密算法取得密钥，其代表是目前广泛应用的RSA算法及DES算法。而后一种基于物理原理的密钥分发方案的安全性被称为信息理论安全性，其安全性主要由物理过程或者现象发生的不确定性来保证，故被称为物理层的密钥分发方案，量子密钥分发是最广为人知的物理层密钥分发方案。从理论上来说，完全基于物理层的密钥分发方案对于无限的计算能力也依旧是安全的，然而目前所提出的物理层密钥分发方案很难在长距离下到达很高的传输速率(通常在1Mbit/s以下)。因此，如何在长距离下做到高速率、抗干扰的密钥分发是制约物理层安全密钥分发技术发展的重要问题。

实用新型内容

本实用新型针对现有技术的问题提供一种基于半导体光源相位噪声的光纤密钥分发装置，通过利用差值法消去了强度噪声项，在提取相位噪声的同时保证了还原信号具有较高的一致性；本实用新型设计巧妙、新颖，使得从通信双方发出的光信号经历相同的路径经过拍频相减后提取出光源的相位噪声，最后形成的密钥仅与光源自身以及密钥分发路径有关，抗干扰性更强，实现通信双方高速密钥分发。

为了解决上述技术问题，本实用新型采用如下技术方案：

本实用新型提供了一种基于半导体光源相位噪声的光纤密钥分发装置，包括光源、第一分束器件、第二分束器件、第一光电探测器、第二光电探测器、第三光电探测器、第四光电探测器、第一光纤链路、第二光纤链路、第三光纤链路和第四光纤链路；

所述光源发出光信号，通过第一分束器件分别分束至第一光纤链路和第二光纤链路；

所述第一光纤链路与第二分束器件连接；所述第一光电探测器和所述第二光电探测器分别与所述第二分束器件连接；

所述第二光纤链路与第三分束器件连接；所述第三光电探测器和所述第四光电探测器分别与所述第三分束器件连接。

其中，所述第一光纤链路、所述第二光纤链路、所述第三光纤链路和所述第四光纤链路均为标准单模光纤。

其中，所述第三光纤链路和所述第四光纤链路的光程差大于光源干涉长度。

其中，所述第二分束器件和所述第三分束器件均为3×3光纤耦合器。

其中，所述第一光电探测器、所述第二光电探测器、所述第三光电探测器和所述第四光电探测器的带宽一致。

本实用新型的有益效果：