【摘要】：量子保密通信技術(shù)是量子力學(xué)和密碼學(xué)結(jié)合的產(chǎn)物,量子力學(xué)的基本原理保證了密鑰可以被安全分發(fā),且量子線路中存在的竊聽行為可以被收發(fā)雙方檢測到。將量子密鑰分配(QKD)與“一次一密”加密體制相結(jié)合,可以確保絕對安全的保密通信,因而在電力系統(tǒng)中具有良好的應(yīng)用前景。目前量子保密通信系統(tǒng)的關(guān)鍵性能指標(biāo)基本都是從QKD設(shè)備或設(shè)備網(wǎng)管上進(jìn)行獲取,相關(guān)數(shù)據(jù)是不可信的,缺少測試手段與測試標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范,市場上也缺乏一個通用的第三方測試產(chǎn)品,能夠?qū)Σ煌瑥S商的QKD設(shè)備進(jìn)行測試驗證;同時,電力業(yè)務(wù)種類繁多且安全需求較高,測試指標(biāo)與參數(shù)要求也不同,因此開展電力量子保密通信系統(tǒng)測試技術(shù)研究意義重大。由于電網(wǎng)環(huán)境錯綜復(fù)雜,而量子通道是通過光纖傳送微弱單光子信號,易受環(huán)境影響,則需在不同電網(wǎng)環(huán)境下開展量子保密通信系統(tǒng)測試與驗證實驗,研究量子保密通信系統(tǒng)在復(fù)雜電網(wǎng)環(huán)境中的適應(yīng)性。本文提出了一種電力量子保密通信測試系統(tǒng)與測試方法,開展了在實驗室和電力現(xiàn)網(wǎng)環(huán)境下的電力量子保密通信測試與驗證實驗,主要研究工作如下:1.研究了量子密鑰分配理論基礎(chǔ),介紹了 BB84協(xié)議和誘騙態(tài)量子通信協(xié)議;并在此基礎(chǔ)上進(jìn)行了基于相位編碼的誘騙態(tài)QKD系統(tǒng)建模。2.通過對電力量子保密通信系統(tǒng)測試指標(biāo)的需求分析,設(shè)計了電力量子保密通信測試系統(tǒng),通過控制并獲取量子保密通信系統(tǒng)的安全密鑰數(shù)據(jù),統(tǒng)計并分析最終安全密鑰的關(guān)鍵性能指標(biāo)參數(shù)。3.對QKD系統(tǒng)的后處理過程進(jìn)行了分析,給出了 QKD后處理過程模型;并結(jié)合后處理過程模型優(yōu)化測試系統(tǒng)架構(gòu),完成對原始密鑰的的后處理,獲取被測QKD系統(tǒng)的原始密鑰,計算并分析了被測QKD系統(tǒng)的初始碼率及中間碼率。4.利用現(xiàn)有實驗條件,搭建了電力量子保密通信軟硬件測試平臺,對QKD設(shè)備的關(guān)鍵性能指標(biāo)如安全碼率、密鑰一致性和密鑰隨機性進(jìn)行了測試與驗證,對光纖環(huán)境對電力量子保密通信系統(tǒng)的影響進(jìn)行了試驗。5.開展了相位編碼QKD系統(tǒng)在通過戶外架空OPGW光纜時,在風(fēng)振、舞動、覆冰等自然環(huán)境條件下的衰減及其關(guān)鍵性能指標(biāo)的測試試驗,驗證了相位型量子保密通信系統(tǒng)具有良好的電網(wǎng)環(huán)境適應(yīng)性。
【圖文】：

本文提出的基于ＢＢ８４協(xié)議的電力量子保密通信測試系統(tǒng)主要由電力量子逡逑保密通信測試平臺、被測ＱＫＤ系統(tǒng)、同步探測器和測試平臺主控模塊四個部逡逑分組成。電力量子保密通信測試系統(tǒng)的整體結(jié)構(gòu)如下圖３－１所示。逡逑電力量子保密通信測試平臺逡逑＜邐？碼率測試|飪殄危煎危垮義媳徊猓眩耍南低沖危卞義鮮義暇蒎危煎�？后处理�？殄危掊危藜噱義系ゲ懾危慰劐義希けㄎ慕換ィ渝危懾危渝義咸藉危⒖殄澹煎�？密詰┗譃磮A饈閱？椋煎�？辶x喜忮義掀麇義希掊�？密钥随机袌A饈閱？椋掊�？辶x希懾危卞義希ⅲ卞危殺ㄎ慕換ュ義弦話憬涌阱義賢教講餛麇危掊�？拆}云教ㄖ骺嗇？殄義賢跡常鋇緦α孔穎Ｃ芡ㄐ挪饈韻低沖義銜懔孔影踩茉可陜�、密詰┗譃丛和密钥随机芯壞拆}孕棖�，，稻對辶x狹孔穎Ｃ芡ㄐ挪饈云教ㄖ饕桑陡瞿？樽槌桑菏薟杉？欏⒑蟠砟？欏⒙脲義希保瑰義

本文編號：2611515