[发明专利]一种量子与经典密码融合加密传输设备

说明书

本发明公开一种量子与经典密码融合加密传输设备，包括：融合加密发送模块和融合加密接收模块；本发明的量子与经典密码融合加密传输设备可以同时提供经典加密服务、量子加密服务和融合加密服务三种不同安全程度的加密服务；通过FPGA主控板设计，有效调用量子密钥与经典密钥，为用户提供融合加密服务。在使用同一条通讯线路的前提下，服务器端可以使用经典加密方式对传输信息进行加密，也可完成量子密钥共享，要求即插即用，即时切换。同样，客户端可以根据需求自主选择使用经典加密方案或量子加密方案对所需传输的信息进行加密，并完成经典加密中的公私钥匹配或量子加密中的密钥共享。

技术领域

本发明涉及通信数据加密技术领域，尤其涉及一种量子与经典密码融合加密传输设备。

背景技术

量子密钥分配作为一种“通讯技术”，与经典融合的相关已有技术更多集中在通讯方面，例如量子信道与经典信道的共纤传输、多通道的复用技术等。

申请号201710795701.2的专利公开了一种量子光与经典光共纤传输装置及其传输方法，该量子光与经典光共纤传输装置包括第一经典光通信设备、第一量子密码通信设备、陷波滤波器、第一波分复用器、第二波分复用器、第二经典光通信设备、第二量子密码通信设备和窄带滤波器，第一经典光通信设备与陷波滤波器连接，第一量子密码通信设备和陷波滤波器均与第一波分复用器连接，第一波分复用器通过光纤信道与第二波分复用器连接，第二波分复用器分别与第二经典光通信设备和窄带滤波器连接，窄带滤波器与第二量子密码通信设备连接。上述方案将量子光与经典光进行复用，使得经典光通信和量子通信互不干扰，无需额外部署量子光纤，降低了成本。上述方案侧重在通讯方面，忽略了量子密钥与经典密钥在密钥资源方面的融合。因此，有必要提出一种可以同时提供经典加密服务、量子加密服务和融合加密服务三种不同安全程度的加密设备，以解决上述问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种量子与经典密码融合加密传输设备，可以同时提供经典加密服务、量子加密服务和融合加密服务三种不同安全程度的加密服务。

本发明提供一种量子与经典密码融合加密传输设备，包括：融合加密发送模块和融合加密接收模块；

所述融合加密发送模块包括：Alice上位机、第一经典光通信模块、第一FPGA主控板、第一量子光通信模块以及第一波分复用器；所述第一FPGA主控板包括第一主控制电路和与第一主控制电路通信的第一量子密钥存储库；所述第一量子光通信模块包括第一子控制电路、同步光信道、量子光信道以及第二波分复用器，所述第一子控制电路分别通过同步光信道和量子光信道与第二波分复用器通信；所述第一主控制电路分别与Alice上位机、第一经典光通信模块以及第一子控制电路通信；所述第一经典光通信模块、第二波分复用器分别与第一波分复用器通信；

所述融合加密接收模块包括：Bob上位机、第二经典光通信模块、第二FPGA主控板、第二量子光通信模块以及第三波分复用器；所述第二FPGA主控板包括第二主控制电路和与第二主控制电路通信的第二量子密钥存储库；所述第二量子光通信模块包括第二子控制电路、第一单光子探测器、第二单光子探测器以及第四波分复用器，所述第四波分复用器分别通过第一单光子探测器、第二单光子探测器与第二子控制电路通信；所述第二主控制电路分别与Bob上位机、第二经典光通信模块以及第二子控制电路通信；所述第二量子光通信模块、第四波分复用器分别与第三波分复用器通信；所述第一波分复用器与所述第三波分复用器通信。

进一步地，所述融合加密发送模块和融合加密接收模块用于实现以下过程：在量子密钥产生阶段，所述融合加密发送模块进行量子态制备，将基矢和比特信息上传到第一FPGA主控板；所述融合加密接收模块进行量子态测量，将基矢和比特信息上传到第二FPGA主控板；所述融合加密发送模块和融合加密接收模块分别拥有等长的两组字符串，分别对应各自的基矢和比特。