基于量子密鑰通信的竊聽演示裝置制造方法及圖紙

本實用新型專利技術公開了一種基于量子密鑰通信的竊聽演示裝置，包括光開關OS、第一光分束器BS1、第二光分束器BS2、探測器模塊；所述光開關OS包括光輸入端、第一光輸出端和第二光輸出端；所述第一光分束器BS1包括第一進光端、第二進光端和光輸出端；所述第二光分束器BS2包括進光口、第一出光口和第二出光口；所述第一光輸出端與第一進光端連接，第二光輸出端與進光口連接，第一出光口與第二進光端連接，第二出光口與探測器模塊連接。本實用新型專利技術通過第一光分束器和第二光分束器的配合，通過探測器模塊模擬竊聽行為，可以很直觀地展示量子通信傳輸信息的安全性，方法簡單直觀，經濟實用。（*該技術在2024年保護過期，可自由使用*）

【技術實現步驟摘要】
基于量子密鑰通信的竊聽演示裝置
本專利技術涉及一種用于量子密鑰通信過程中的竊聽演示設備，尤其涉及一種基于量子密鑰通信的竊聽演示裝置。
技術介紹
量子密鑰通信，基于量子學的三大定律:測量塌縮理論、量子不可克隆理論、以及不確定性原理。基于以上三大理論，量子密鑰通信傳輸信息的安全性及可靠性比經典通信方式更好。但是現有技術中，一般不能直觀的演示量子通信的安全性，也無法直觀的演示竊聽的過程。
技術實現思路
本專利技術所解決的技術問題是針對上述現有技術的不足，提供一種基于量子密鑰通信的竊聽演示裝置，本基于量子密鑰通信的竊聽演示裝置可以直觀地展示在量子密鑰通信過程中的竊聽者的竊聽行為，把微觀的理論知識宏觀地展現在人們面前，便于更好地理解量子通信的安全性。為實現上述技術目的，本專利技術采取的技術方案為:基于量子密鑰通信的竊聽演示裝置，其特征在于:包括用于切換工作模式的光開關OS、用于對光進行合路或者分路的第一光分束器BS1、用于對光進行合路或者分路的第二光分束器BS2、用于模擬竊聽者竊聽信息的同步探測器；所述光開關OS包括光輸入端、第一光輸出端和第二光輸出端；所述第一光分束器BSl包括第一進光端、第二進光端和光輸出端；所述第二光分束器BS2包括進光口、第一出光口和第二出光口 ；所述第一光輸出端與第一進光端連接，第二光輸出端與進光口連接，第一出光口與第二進光端連接，第二出光口與同步探測器連接；光束進入光輸入端后，從第一光輸出端射出或者從第二光輸出端射出；當光束從第一光輸出端射出時，又經過第一分束器BSl后從光輸出端射出并傳輸到接收端；當光束從第二輸出端射出時，又經過第二分束器BS2分成兩束光，其中一束光經過第一分束器BSl后從光輸出端射出并傳輸到接收端，另一束光進入同步探測器。作為本專利技術進一步改進的技術方案，所述光開關OS為自鎖機械式的光開關。作為本專利技術進一步改進的技術方案，所述第一光分束器BSl和第二光分束器BS2均為50:50的分束器。作為本專利技術進一步改進的技術方案，還包括與同步探測器點連接的指示燈，當同步探測器竊聽到信息時，指示燈亮。本基于量子密鑰通信的竊聽演示裝置的工作原理如下:1.正常模式:將光束從光輸入端接入，同時將單刀雙擲開關撥到正常模式檔位，此時光經光開關OS沿正常模式鏈路經第一光分束器BSl傳輸,進而傳到光輸出端。在此期間，因為光開關OS的選擇作用，竊聽模式鏈路沒有光束經過，同步探測器不會檢測到任何有用信息，指示燈不會閃爍。2.竊聽模式:將光束從光輸入端接入備，同時將單刀雙擲開關撥到正常模式檔位，此時光束經光開關OS沿竊聽模式鏈路經第二光分束器BS2傳輸分為兩路信號，一路經第一光分束器BSl傳到光輸出端，另一路傳到同步探測器。同步探測器檢測到有用信息，即相當于竊聽成功，此時指示燈閃爍，直觀顯示竊聽過程正在進行。在此期間，因為光開關的選擇作用，正常模式鏈路沒有光經過。量子學的三大基本定律為量子通信的安全性奠定了基礎。當信息在傳輸的過程中，由于量子的不可克隆性決定了信息是無法被復制的，為了竊聽，竊聽者只能通過多次測量獲取信息，由測量塌縮理論可以知道多次測量必然會導致最初的量子態改變，從而證實竊聽者的存在。本專利技術就是直觀展示量子通信安全性的。正常模式:光纖通信過程中，線路上的衰減大概為0.2dB/Km，在正常傳輸的情況下，攜帶信息的光經過光開關選擇沿正常模式鏈路傳輸，然后再經相當于3dB衰減器的第一光分束器BSl傳輸，繼而到達接收端，在QKD的接收端顯示密鑰量正常，誤碼率在安全范圍以內，整個鏈路的衰減值大概為3.4dB,相當于17Km光纖。竊聽模式:當想要模擬竊聽者的竊聽行為時，只要手動將光開關切換到竊聽模式，這時候信息將經竊聽模式鏈路傳輸，經過第二光分束器BS2后分成兩路信號，其中一路進入同步探測器，也就是用于模擬的竊聽者竊聽到的信息的裝置，另一路再經第一光分束器BSl傳輸到接收端。當竊聽者竊聽到信息的時候，同步探測器一端設置了一個用于竊聽信息提示的提示燈，其閃爍頻率與鏈路的光脈沖有關。與此同時，因為整條鏈路的衰減大概為6.7dB，在QKD接收端會顯示密鑰量降低，誤碼率升高，從而QKD設備會報警，用于顯示傳輸鏈路信息遭受竊聽，進而提示信息發送者舍棄已經傳送的信息，直觀展示了量子通信設備的安全性。本專利技術通過第一光分束器和第二光分束器的配合，通過同步探測器模擬竊聽行為，可以很直觀地展示量子通信傳輸信息的安全性，方法簡單直觀，經濟實用。【附圖說明】圖1為本專利技術的電路結構示意圖。圖2為本專利技術的實物結構示意圖。【具體實施方式】實施例1參見圖1，本基于量子密鑰通信的竊聽演示裝置，包括用于切換工作模式的光開關OS、用于對光進行合路或者分路的第一光分束器BS1、用于對光進行合路或者分路的第二光分束器BS2、用于模擬竊聽者竊聽信息的同步探測器；所述光開關OS包括光輸入端1、第一光輸出端2和第二光輸出端3 ;所述第一光分束器BSl包括第一進光端4、第二進光端5和光輸出端6 ;所述第二光分束器BS2包括進光口 7、第一出光口 8和第二出光口 9 ;所述第一光輸出端2與第一進光端4連接，第二光輸出端3與進光口 7連接，第一出光口 8與第二進光端5連接，第二出光口 9與同步探測器連接；光束進入光輸入端I后，從第一光輸出端2射出或者從第二光輸出端3射出；當光束從第一光輸出端2射出時，又經過第一分束器BSl后從光輸出端6射出并傳輸到接收端；當光束從第二輸出端3射出時，又經過第二分束器BS2分成兩束光,其中一束光經過第一分束器BSl后從光輸出端6射出并傳輸到接收端，另一束光進入同步探測器。本實施例中,所述光開關OS為自鎖機械式光開關；所述第一光分束器BSl和第二光分束器BS2均為50:50的分束器；還包括與同步探測器點連接的指示燈，當同步探測器竊聽到信息時，指示燈亮。本實施例中，還包括用于給整個系統供電的電源按鈕；所述光開關為自鎖的機械式光開光，用于切換工作模式，即正常模式或者竊聽模式，本實施例采用船型單刀雙擲開關，用于控制光開光，手動選擇工作模式。第一光分束器BSl和第二光分束器BS2用于對光進行合路或者分路，而且均為50:50的分束器，相當于3dB衰減器；同步探測器用于模擬竊聽者竊聽信息；指示燈用于指示同步探測器是否竊聽到信息。本基于量子密鑰通信的竊聽演示裝置能夠模擬攻擊者的竊聽行為，針對通信的特點，直觀展示量子密鑰通信遭受竊聽的過程，從而客觀反映出量子通信的安全性。本實施例在實際制作時，參見圖2，面板上自左向右依次為:電源按鈕、用于光信號輸入和輸出的法蘭盤接口、竊聽指示燈以及船型的單刀雙擲開關。首先，取一個IU機箱，在其前面板開上五個大小合適的孔，分別用于固定電源按鈕、光纖輸入輸出的法蘭盤、指示燈和船型單刀雙擲開關，在其后面開上一個大小合適的孔，用于固定電源接口。第二，將直流穩壓電源固定在IU機箱底座上，并且靠近背面電源接口，固定完成以后，將電源接口和電源模塊用導線連接，便于給整個設備供電。第三，將光開光OS、第一光分束器BSl和第二光分束器BS2固定在機箱底部，并盤好尾纖，將各光纖接口連接好。第四，將同步探測器固定在機箱底部，并從電源模塊上取電，在此我們采用同步探測器，用于探測1550nm波段的光。第五，機械式光開光的本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種基于量子密鑰通信的竊聽演示裝置，其特征在于：包括用于切換工作模式的光開關OS、用于對光進行合路或者分路的第一光分束器BS1、用于對光進行合路或者分路的第二光分束器BS2、用于模擬竊聽者竊聽信息的同步探測器；所述光開關OS包括光輸入端（1）、第一光輸出端（2）和第二光輸出端（3）；所述第一光分束器BS1包括第一進光端（4）、第二進光端（5）和光輸出端（6）；所述第二光分束器BS2包括進光口（7）、第一出光口（8）和第二出光口（9）；所述第一光輸出端（2）與第一進光端（4）連接，第二光輸出端（3）與進光口（7）連接，第一出光口（8）與第二進光端（5）連接，第二出光口（9）與同步探測器連接；光束進入光輸入端（1）后，從第一光輸出端（2）射出或者從第二光輸出端（3）射出；當光束從第一光輸出端（2）射出時，又經過第一分束器BS1后從光輸出端（6）射出并傳輸到接收端；當光束從第二輸出端（3）射出時，又經過第二分束器BS2分成兩束光，其中一束光經過第一分束器BS1后從光輸出端（6）射出并傳輸到接收端，另一束光進入同步探測器。

【技術特征摘要】
1.一種基于量子密鑰通信的竊聽演示裝置，其特征在于:包括用于切換工作模式的光開關OS、用于對光進行合路或者分路的第一光分束器BS1、用于對光進行合路或者分路的第二光分束器BS2、用于模擬竊聽者竊聽信息的同步探測器；所述光開關OS包括光輸入端(I)、第一光輸出端(2)和第二光輸出端(3);所述第一光分束器BSl包括第一進光端(4)、第二進光端(5)和光輸出端(6);所述第二光分束器BS2包括進光口(7)、第一出光口(8)和第二出光口(9);所述第一光輸出端(2)與第一進光端(4)連接,第二光輸出端(3)與進光口(7)連接，第一出光口(8)與第二進光端(5)連接，第二出光口(9)與同步探測器連接； 光束進入光輸入端(I)后，從第一光輸出端(2)射出或者從...

【專利技術屬性】
技術研發人員：徐生福，方子，劉云，苗春華，韓正甫，趙義博，
申請(專利權)人：安徽問天量子科技股份有限公司，
類型：新型
國別省市：安徽;34