[发明专利]一种适用于连续变量量子密钥分发的接收端本振光安全监控方法

摘要

本发明公开了一种连续变量量子密钥分发(CV‑QKD)系统接收端本振光的安全监控方法，用于接收端Bob监控CV‑QKD中的本振光的特征。本振光的安全监控包括本振光脉冲波长，幅度以及时延的安全性监控。本振光脉冲监控通过对本振光的安全监控信号进行幅度信息统计并计算安全参数来监控幅度的安全性；本振光波长监控基于光分束器的分束比与入射波长的关系获得本振光的波长信息。本发明通过测量本振光的波长，幅度以及时延信息对所有利用本振光的变化对CV‑QKD系统实施的攻击进行预警。

主权项

1.一种适用于连续变量量子密钥分发的本振光安全监控方法，其特征在于，包括三个步骤步骤1：通过对本振光进行分束操作获取用于安全监控的监控信号；步骤2：本振光脉冲监控，通过对本振光监控信号进行高精度实时测量获得本振光的时域信息；步骤3：本振光波长监控，通过对光纤光栅后的本振光监控信号进行测量，对比本振光脉冲监控的结果获得本振光波长的变化；所述步骤2包括如下步骤：步骤2a：Bob使用高灵敏度的光电探测器将本振光信号转化为电信号；步骤2b：Bob将光电二极管输出的电信号进行低噪声放大；步骤2c：Bob用高速高精度的数据采集卡采集光电流得到本振光脉冲的时域信息；所述步骤2c中获取的时域信息包括光脉冲的时间间隔以及幅值的均值A₀和方差；所述步骤3包括如下步骤：步骤3a：监控信号通过一个光纤光栅；步骤3b：Bob使用高灵敏度的光电探测器将监控信号转化为电信号；步骤3c：Bob将光电二极管输出的电信号进行低噪声放大；步骤3d：Bob用高速高精度的数据采集卡采集光电流得到波长监控信号的时域信息；步骤3e：Bob将步骤2c得到的结果与步骤3d中得到的结果对比分析本振光波长的变化；所述步骤3d中获取的时域信息包括光脉冲的时间间隔以及幅值的均值A₁和方差；其中使用的光纤光栅透射率(以布拉格光纤光栅为例)T和波长λ之间的关系如下其中，κ为耦合系数，L为光纤光栅的长度，β₀与β_j为传播常数，为光纤光栅的空间频率，选择合适参数的光纤光栅，使本振光波长的透射率为最大值T₀，通过对比步骤2c和3d中获得的本振光脉冲幅值均值是否一致判断本振光波长是否变化，进一步如果步骤2c和3d中获得不同的均值A₀和A₁，计算得到光纤光栅对波长监控信号的透射率从而得到本振光波长的变化结果；上述步骤按顺序进行。