电力量子保密通信系统测试技术研究
发布时间：2020-04-02 05:20
【摘要】：量子保密通信技术是量子力学和密码学结合的产物,量子力学的基本原理保证了密钥可以被安全分发,且量子线路中存在的窃听行为可以被收发双方检测到。将量子密钥分配(QKD)与“一次一密”加密体制相结合,可以确保绝对安全的保密通信,因而在电力系统中具有良好的应用前景。目前量子保密通信系统的关键性能指标基本都是从QKD设备或设备网管上进行获取,相关数据是不可信的,缺少测试手段与测试标准规范,市场上也缺乏一个通用的第三方测试产品,能够对不同厂商的QKD设备进行测试验证;同时,电力业务种类繁多且安全需求较高,测试指标与参数要求也不同,因此开展电力量子保密通信系统测试技术研究意义重大。由于电网环境错综复杂,而量子通道是通过光纤传送微弱单光子信号,易受环境影响,则需在不同电网环境下开展量子保密通信系统测试与验证实验,研究量子保密通信系统在复杂电网环境中的适应性。本文提出了一种电力量子保密通信测试系统与测试方法,开展了在实验室和电力现网环境下的电力量子保密通信测试与验证实验,主要研究工作如下:1.研究了量子密钥分配理论基础,介绍了 BB84协议和诱骗态量子通信协议;并在此基础上进行了基于相位编码的诱骗态QKD系统建模。2.通过对电力量子保密通信系统测试指标的需求分析,设计了电力量子保密通信测试系统,通过控制并获取量子保密通信系统的安全密钥数据,统计并分析最终安全密钥的关键性能指标参数。3.对QKD系统的后处理过程进行了分析,给出了 QKD后处理过程模型;并结合后处理过程模型优化测试系统架构,完成对原始密钥的的后处理,获取被测QKD系统的原始密钥,计算并分析了被测QKD系统的初始码率及中间码率。4.利用现有实验条件,搭建了电力量子保密通信软硬件测试平台,对QKD设备的关键性能指标如安全码率、密钥一致性和密钥随机性进行了测试与验证,对光纤环境对电力量子保密通信系统的影响进行了试验。5.开展了相位编码QKD系统在通过户外架空OPGW光缆时,在风振、舞动、覆冰等自然环境条件下的衰减及其关键性能指标的测试试验,验证了相位型量子保密通信系统具有良好的电网环境适应性。
【图文】：
本文提出的基于ＢＢ８４协议的电力量子保密通信测试系统主要由电力量子逡逑保密通信测试平台、被测ＱＫＤ系统、同步探测器和测试平台主控模块四个部逡逑分组成。电力量子保密通信测试系统的整体结构如下图３－１所示。逡逑电力量子保密通信测试平台逡逑＜逦？码率测试|饪殄危煎危垮义媳徊猓眩耍南低冲危卞义鲜义暇蒎危煎危亢蟠砟？殄危掊危藜噱义系ゲ慑危慰劐义希けㄎ慕换ィ渝危慑危渝义咸藉危⒖殄澹煎危棵茉恳恢滦圆馐阅？椋煎危垮义喜忮义掀麇义希掊危棵茉克婊圆馐阅？椋掊危垮义希慑危卞义希ⅲ卞危杀ㄎ慕换ュ义弦话憬涌阱义贤教讲馄麇危掊危坎馐云教ㄖ骺啬？殄义贤迹常钡缌α孔颖Ｃ芡ㄐ挪馐韵低冲义衔懔孔影踩茉可陕省⒚茉恳恢滦院兔茉克婊缘牟馐孕枨螅缌﹀义狭孔颖Ｃ芡ㄐ挪馐云教ㄖ饕桑陡瞿？樽槌桑菏莶杉？椤⒑蟠砟？椤⒙脲义希保瑰义
本文编号：2611515
【图文】：
本文提出的基于ＢＢ８４协议的电力量子保密通信测试系统主要由电力量子逡逑保密通信测试平台、被测ＱＫＤ系统、同步探测器和测试平台主控模块四个部逡逑分组成。电力量子保密通信测试系统的整体结构如下图３－１所示。逡逑电力量子保密通信测试平台逡逑＜逦？码率测试|饪殄危煎危垮义媳徊猓眩耍南低冲危卞义鲜义暇蒎危煎危亢蟠砟？殄危掊危藜噱义系ゲ慑危慰劐义希けㄎ慕换ィ渝危慑危渝义咸藉危⒖殄澹煎危棵茉恳恢滦圆馐阅？椋煎危垮义喜忮义掀麇义希掊危棵茉克婊圆馐阅？椋掊危垮义希慑危卞义希ⅲ卞危杀ㄎ慕换ュ义弦话憬涌阱义贤教讲馄麇危掊危坎馐云教ㄖ骺啬？殄义贤迹常钡缌α孔颖Ｃ芡ㄐ挪馐韵低冲义衔懔孔影踩茉可陕省⒚茉恳恢滦院兔茉克婊缘牟馐孕枨螅缌﹀义狭孔颖Ｃ芡ㄐ挪馐云教ㄖ饕桑陡瞿？樽槌桑菏莶杉？椤⒑蟠砟？椤⒙脲义希保瑰义
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