面向电网广域协调控制的非对称双场量子密钥分发方法与流程

文档序号:24160490发布日期:2021-03-05 16:09阅读:来源:国知局

技术特征:
1.一种面向电网广域协调控制的非对称双场量子密钥分发方法,其特征在于,获取至少两个合法用户alice和bob;确定alice和bob在诱骗窗口的脉冲强度和随机相位,判断是否是有效响应事件;根据所述脉冲强度和随机相位,将信号脉冲和诱骗状态脉冲调制成不同的强度并发布;根据调制后的结果以及在确定出是有效响应事件时,分别得到alice和bob的单光子计数率的下界y
1l
和错误率e1;对单光子计数率的下界y
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和错误率e1进行纠错和隐私放大,确定密钥产生率和最终密钥,完成分发。2.根据权利要求1所述的面向电网广域协调控制的非对称双场量子密钥分发方法,其特征在于,所述确定alice和bob在诱骗窗口的脉冲强度和随机相位,判断是否是有效响应事件的过程包括:在每个信号状态脉冲和诱骗状态脉冲的时间窗,控制alice和bob通过非对称信道向utp发送添加额外随机相位的信号状态脉冲和诱骗状态脉冲,在alice和bob的信号窗口中,alice和bob分别以预先设置的概率ε
a
和ε
b
决定是否发送信号状态脉冲;在alice和bob的诱骗窗口中,alice和bob分别发送诱骗状态脉冲;获取utp测量的alice和bob发送的信号状态脉冲和诱骗状态脉冲,并记录响应或不响应事件;获取alice和bob宣布的每个脉冲是在信号窗口还是诱骗窗口的信息以及alice和bob宣布的诱骗窗口的脉冲强度和随机相位;根据所述诱骗窗口的脉冲强度和随机相位,判断是否是有效响应事件。3.根据权利要求2所述的面向电网广域协调控制的非对称双场量子密钥分发方法,其特征在于,所述控制alice和bob通过非对称信道向utp发送添加额外随机相位的信号状态脉冲和诱骗状态脉冲的过程包括:控制alice或bob推迟τ个时间窗发送脉冲,让alice和bob同一个时间窗的添加额外随机相位的信号状态脉冲和诱骗状态脉冲在非对称信道中同时到达utp。4.根据权利要求2所述的面向电网广域协调控制的非对称双场量子密钥分发方法,其特征在于,所述记录响应或不响应事件的过程包括:在utp测量alice和bob发送的信号状态脉冲和诱骗状态脉冲后,获取utp的探测器是否对脉冲响应的信号,如果响应则记录为响应事件,否则,记录为不响应事件;所述判断是否是有效响应事件的过程包括;1)在alice和bob同时选择了信号窗口,并且在utp的两侧只有一个探测器响应时判断为有效响应事件;2)在当utp宣布探测器的单响应时,alice和bob都在诱骗窗口选择相应的强度时判断为有效响应事件。5.根据权利要求4所述的面向电网广域协调控制的非对称双场量子密钥分发方法,其特征在于,利用诱骗态法,根据宣布的诱骗窗口的脉冲强度和随机相位,将信号脉冲和诱骗状态
脉冲调制成不同的强度并发布。6.根据权利要求5所述的面向电网广域协调控制的非对称双场量子密钥分发方法,其特征在于,调制后的信号脉冲的计数率和平均量子比特错误率均与诱骗脉冲的计数率和平均量子比特错误率相等,表示为下式:y1(signal)=y1(decoy),e1(signal)=e1(decoy)其中,y1为单光子计数率,e1为单光子平均量子比特错误率,signal和decoy分别表示信号状态脉冲和诱骗状态脉冲;在诱骗窗口中,alice和bob分别发送诱骗状态脉冲和其中脉冲强度的相干态α∈{ν
a
,w
a
,ο},β∈{ν
b
,w
b
,ο},ν
a
>w
a
,ν
b
>w
b
,ν
a
,w
a
表示强度相干态α的取值,ν
b
,w
b
表示强度相干态β的取值,ο表示真空源,δ
a

b
分别表示alice和bob给脉冲添加的随机相位,γ
a
和γ
b
是全局相位,定义w
a
+w
b
=μ1,v
a
+v
b
=μ2,当k1≤k2时,得到诱骗窗口单光子计数率y
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的下界:其中p
i

j
),是当强度为μ
j
时,i个光子数分布,i,j∈{0,1,2},是当强度分别为μ1,μ2时,产生有效事件的单光子状态的计数率,y0表示初始计数率,通过限制强度的比值,计算信号窗口单光子计数率的下界也为y
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;单光子脉冲的平均量子比特错误率为其中,y0表示初始计数率,e0表示初始平均量子比特错误率,表示强度相干态为μ1时的错误率。7.一种面向电网广域协调控制的非对称双场量子密钥分发系统,其特征在于,包括:获取模块,用于获取至少两个合法用户alice和bob;判断模块,用于确定alice和bob在诱骗窗口的脉冲强度和随机相位,判断是否是有效响应事件;调制及发布模块,用于根据所述脉冲强度和随机相位,将信号脉冲和诱骗状态脉冲调制成不同的强度并发布;计算模块,用于根据调制后的结果以及在确定出是有效响应事件时,分别得到alice和bob的单光子计数率的下界y
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和错误率e1;确定模块,用于对单光子计数率的下界y
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和错误率e1进行纠错和隐私放大,确定密钥产生率和最终密钥,完成分发。8.根据权利要求7所述的面向电网广域协调控制的非对称双场量子密钥分发系统,其特征在于,所述确定模块包括:
处理模块,用于在每个信号状态脉冲和诱骗状态脉冲的时间窗,得到alice和bob通过非对称信道向utp发送添加额外随机相位的信号状态脉冲和诱骗状态脉冲,在alice和bob的信号窗口中,alice和bob分别以预先设置的概率ε
a
和ε
b
决定是否发送信号状态脉冲;在alice和bob的诱骗窗口中,alice和bob分别发送诱骗状态脉冲;记录模块,用于获取utp测量的alice和bob发送的信号状态脉冲和诱骗状态脉冲,并记录响应或不响应事件;有效判断模块,用于获取alice和bob宣布的每个脉冲是在信号窗口还是诱骗窗口的信息以及alice和bob宣布的诱骗窗口的脉冲强度和随机相位;根据所述诱骗窗口的脉冲强度和随机相位,判断是否是有效响应事件。9.根据权利要求8所述的面向电网广域协调控制的非对称双场量子密钥分发系统,其特征在于,所述处理模块包括延时模块,用于控制控制alice或bob推迟τ个时间窗发送脉冲,让alice和bob同一个时间窗的添加额外随机相位的信号状态脉冲和诱骗状态脉冲在非对称信道中同时到达utp。10.根据权利要求8所述的面向电网广域协调控制的非对称双场量子密钥分发系统,其特征在于,所述记录模块包括:信号获取模块,用于在utp测量alice和bob发送的信号状态脉冲和诱骗状态脉冲后,获取utp的探测器是否对脉冲响应的信号;信号记录模块,用于在接收到对脉冲响应的信号时记录为响应事件,否则,记录为不响应事件;所述有效判断模块包括:第一判断模块,用于在alice和bob同时选择了信号窗口,并且在utp的两侧只有一个探测器响应时判断为有效响应事件;第二判断模块,用于在当utp宣布探测器的单响应时,alice和bob都在诱骗窗口选择相应的强度时判断为有效响应事件。11.根据权利要求10所述的面向电网广域协调控制的非对称双场量子密钥分发系统,其特征在于,所述调制及发布模块包括诱骗态法处理模块,用于利用诱骗态法,根据宣布的诱骗窗口的脉冲强度和随机相位,将信号脉冲和诱骗状态脉冲调制成不同的强度并发布。12.根据权利要求11所述的面向电网广域协调控制的非对称双场量子密钥分发系统,其特征在于,所述诱骗态法处理模块用于将调制后的信号脉冲的计数率和平均量子比特错误率均与诱骗脉冲的计数率和平均量子比特错误率相等,表示为下式:y1(signal)=y1(decoy),e1(signal)=e1(decoy)其中,y1为单光子计数率,e1为单光子平均量子比特错误率,signal和decoy分别表示信号状态脉冲和诱骗状态脉冲;在诱骗窗口中,alice和bob分别发送诱骗状态脉冲和其中脉冲强度
的相干态α∈{ν
a
,w
a
,ο},β∈{ν
b
,w
b
,ο},ν
a
>w
a
,ν
b
>w
b
,ν
a
,w
a
表示相干态α的取值,ν
b
,w
b
表示相干态β的取值,ο表示真空源,δ
a

b
分别表示alice和bob给脉冲添加的随机相位,γ
a
和γ
b
是全局相位,定义w
a
+w
b
=μ1,v
a
+v
b
=μ2,当k1≤k2时,得到诱骗窗口单光子计数率y
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的下界:其中p
i

j
),是当强度为μ
j
时,i个光子数分布,i,j∈{0,1,2},是当强度分别为μ1,μ2时,产生有效事件的单光子状态的计数率,y0表示初始计数率,通过限制强度的比值,计算信号窗口单光子计数率的下界也为y
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;单光子脉冲的平均量子比特错误率为其中,y0表示初始计数率,e0表示初始平均量子比特错误率。
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