基于单光子源技术的光通信密钥分配

发布时间：2020-12-13 02:55

　　为了解决当前密钥分配方法躲避探测器攻击性差、安全传输距离不理想等问题,提出基于单光子源技术的光通信密钥分配方法。通过分析单光子源双模态特性,架构Alice与Bob探测器光子信道结构;根据计数率与误码率,得到单光子源量子比特误码率;基于Alice门限探测器的分析和数据调度策略,对初始密钥进行校正处理,并获取密钥生成速率;采用二进制香农熵函数,完成实际光通信密钥分配时密钥产生速率估算;依据安全密钥概率不等式,分别对增益与误码率进行改写,利用其上下限估算公式,求解相应数值,经过第三方参数指标实现探测器距离优化,最终完成密钥分配任务。实验结果表明:方法具有较好的传输损耗承载力,密钥分配准确率最高可达96%,且安全传输距离最远可达500 km,具有一定实际意义。 

【文章来源】：激光杂志. 2020年11期 北大核心

【文章页数】：5 页

【部分图文】：

单光子源技术工作原理示意图

为了验证本文方法的可靠性，实验分析了3种方法密钥生成效率与安全传输距离之间关系。随着密钥生成率的改变，安全传输的距离越远，表明安全性能越好。实验结果如图2所示:分析图2可以看出，随着密钥生成率的改变，采用本文方法的安全传输距离较远，而其他2种方法的安全传输距离低于本文方法，验证了本文方法的有效性。

为了验证本文方法的综合有效性，实验分析了3种方法在进行密钥分配过程中能量的损耗。其中，损耗的能量与实际损耗越吻合，证明方法更具优势。实验结果如图3所示:分析图3可以可以看出，采用3种方法进行光通信密钥分配时，在相同信噪比环境下，3种方法的能量损耗存在一定差距。其中，文献[3]方法的能量损耗始终高于实际能量损耗，文献[4]方法的能量损耗在信噪比为-1 d B、3 d B、4 d B以及6.5 d B时的能量损耗低于实际能量损耗，但在整个分配过程中整体能量损耗高于实际值;方法的能量损耗走势始终与实际损耗值保持高度吻合。这是由于方法根据GLLP理念解析各集合，将所有集合密钥产生速率的总和构成总体密钥产生速率，进而改善了分配过程能量的损耗。


本文编号：2913760