【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于通信，尤其涉及一种连续变量量子密钥分发与混沌保密通信混合传输方法。
技术介绍
1、随着互联网技术的发展，目前，超过90％的网络数据流量都需要通过光纤通信进行传输，光纤通信已经成为固网信息传输的重要载体。未来光网络的覆盖范围将变得更广阔，并且网络结构以及周界环境将变得更加复杂，致使光网络更易受到各种安全因素的影响。其中，密码基础设施是网络空间的免疫系统，是支撑网络空间安全的重要屏障。
2、荷兰密码学家kerchhoff提出克希霍夫加密准则，即密码体制的安全性不依赖于结构或算法的保密性，仅依赖于密钥的保密性。因此，构建安全的密码系统，密钥分发至关重要。其中，量子密钥分发(quantum key distribution,qkd)利用量子力学特性，可生成理论上具有信息论安全性的密钥。然而，由于qkd成码率较低，在宽带光通信系统中难以实现原理上无条件安全的“一次一密”加密方式。基于此，与经典对称加密技术相结合成为了兼顾安全性与实用性的一个折中方案。另一方面，混沌保密通信作为一种典型的物理层对称加密方案，主要利用混沌的类噪声、连续宽带频谱、非周期等特征来实现传输信号的隐藏，并在接收端通过混沌同步进行解调。混沌加密系统具有高带宽和低衰减特性，且动力学机制复杂，对参数具有极高的敏感性，非常适合高速保密通信。综上，基于现有光纤通信网络，结合两者优势构建量子与混沌保密通信融合传输系统，可在确保混沌保密通信关键参数安全的前提下，实现高速物理加密信息的安全传输，对保障系统的高速、安全、可靠传输具有重要意义。
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4、在混沌保密通信方面，研究表明混沌光信号的带宽可达到数ghz，可实现gbit/s乃至数十gbit/s的高速信号保密传输。2010年，法国r.lavrov等人基于光电振荡方案，经100km光纤传输后实现了速率达10gbit/s的混沌保密通信。2018年，我国上海交通大学团队基于类似方案将传输速率提高到30gbit/s，但传输距离仍然只有100km。2022年，我国西南交通大学团队基于深度学习模型模拟光电振荡混沌信号发生，经100km光纤传输后实现了速率达56gbit/s的混沌保密通信。
5、在量子与混沌保密通信融合传输方面，现阶段国内外仅有少量仿真研究。2015年，日本立命馆大学团队理论上研究了在qkd辅助情况下的一种混沌加密方法，但未给出具体传输系统架构。2017年，南京大学提出了一种基于混沌和中间件的方法以提高qkd的效率和普适性，尚未考虑qkd和混沌信号混合传输问题。2021年，美国堪萨斯大学团队针对自由空间光通信系统，提出了一种量子与混沌保密通信的结合方案，并进行了理论仿真。该方案中qkd信号和混沌信号通过两个独立的信道进行传输，采用lorenz混沌系统进行模拟混沌信号生成。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于：为了解决混沌保密通信中混沌信号生成密钥安全性问题，公开了一种连续变量量子密钥分发与混沌保密通信混合传输方法，本专利技术采用波分、时分以及空分等复用方式，构建cv-qkd与混沌保密通信混合传输方案，对混沌信号生成密钥进行“一次一密”量子密钥加密传输，保障宽带混沌保密通信系统的安全性。
2、本专利技术目的通过下述技术方案来实现：
3、一种连续变量量子密钥分发与混沌保密通信混合传输方法，所述连续变量量子密钥分发与混沌保密通信混合传输方法包括：
4、s1：构建cv-qkd系统，结合密钥管理系统形成量子密钥池，所述cv-qkd系统成对产生的安全密钥形成量子密钥池以供混沌信号生成密钥加解密使用；
5、s2：构建混沌保密通信系统，结合密钥管理系统形成混沌信号生成密钥池；
6、s3：发送端利用量子密钥对混沌信号生成密钥进行加密；且采用量子密钥“一次一密”的加密方式对混沌信号生成密钥进行加密传输；
7、s4：量子信号和混沌信号复用、共信道传输与解复用；
8、s5：接收端对混沌信号生成密钥进行解密，接收端接收到混沌信号生成密钥加密信息后，利用量子密钥池中相应的密钥对混沌信号生成密钥进行解密；
9、s6：混沌保密通信系统信号解调与解密；接收端首先对混沌保密通信系统的原始信号进行解调，然后，利用解密之后的混沌信号生成密钥，在接收端生成与发送端混沌信号具有相同或强关联的混沌信号，最后，对解调后的混沌加密信号进行明文解密。
10、根据一个优选的实施方式，步骤s4中，所述复用与解复用采用光分插复用装置实现，实现方法包括：光学波分复用、时分复用以及空分复用，传输信道包括光纤信道、自由空间。
11、根据一个优选的实施方式，所述复用与解复用采用光学波分复用实现时，
12、在量子加密的混沌信号生成与同步过程中，信号发送节点即节点1中对真实物理器件混沌源发生信号进行深度学习训练，并获得训练后的ai模型，其与低速混沌激励源共同生成混沌信号；同时，将ai模型和低速混沌激励源信号进行编码得到混沌信号生成密钥池，并与量子密钥池内的量子密钥通过密钥加密模块进行加密传输；信号接收节点即节点2中将混沌ai模型参数和低速混沌激励源进行解码并注入到混沌信号生成密钥池，从而在节点2获得同步的混沌信号；
13、在明文信号混沌加密传输过程中，节点1中的高速明文信号与生成的混沌信号通过加密模块得到混沌加密信号，经过电光调制传输到节点2，节点2中进行对应的混沌信号解密。
14、根据一个优选的实施方式，光学波分复用实现过程中各路信号通过光波分复用/解复用器进行共纤复用传输，实现量子与混沌保密通信融合传输。
15、根据一个优选的实施方式，所述复用与解复用采用时分复用实现时，
16、在量子加密的混沌信号生成与同步过程中，信号发送节点即节点1中对真实物理器件混沌源发生信号进行深度学习训练，并获得训练后的ai模型，其与低速混沌激励源共同生成混沌信号；同时，将ai模型和低速混沌激励源信号进行编码得到混沌信号生成密钥池，并与量子密钥池内的量子密钥通过密钥加密模块进行加密传输；相应信号通过光时分复用器合束后输本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种连续变量量子密钥分发与混沌保密通信混合传输方法，其特征在于，所述连续变量量子密钥分发与混沌保密通信混合传输方法包括：
2.如权利要求1所述的连续变量量子密钥分发与混沌保密通信混合传输方法，其特征在于，步骤S4中，所述复用与解复用采用光分插复用装置实现，实现方法包括：光学波分复用、时分复用以及空分复用，传输信道包括光纤信道、自由空间。
3.如权利要求2所述的连续变量量子密钥分发与混沌保密通信混合传输方法，其特征在于，所述复用与解复用采用光学波分复用实现时，
4.如权利要求3所述的连续变量量子密钥分发与混沌保密通信混合传输方法，其特征在于，光学波分复用实现过程中各路信号通过光波分复用/解复用器进行共纤复用传输，实现量子与混沌保密通信融合传输。
5.如权利要求2所述的连续变量量子密钥分发与混沌保密通信混合传输方法，其特征在于，所述复用与解复用采用时分复用实现时，
6.如权利要求5所述的连续变量量子密钥分发与混沌保密通信混合传输方法，其特征在于，节点2中CV-QKD系统的协商信号通过环形器逆向传输到节点1，并通过节点1中
7.如权利要求2所述的连续变量量子密钥分发与混沌保密通信混合传输方法，其特征在于，所述复用与解复用采用空分复用实现时，
8.如权利要求1所述的连续变量量子密钥分发与混沌保密通信混合传输方法，其特征在于，所述CV-QKD系统包括：CV-QKD发送端、CV-QKD接收端、密钥管理系统、数据后处理单元。
9.如权利要求1所述的连续变量量子密钥分发与混沌保密通信混合传输方法，其特征在于，所述混沌保密通信系统包括混沌信号生成模块、混沌信号生成密钥池、混沌信号加密模块、混沌加密信号调制与解调单元、混沌信号解密模块。
...【技术特征摘要】
1.一种连续变量量子密钥分发与混沌保密通信混合传输方法，其特征在于，所述连续变量量子密钥分发与混沌保密通信混合传输方法包括：
2.如权利要求1所述的连续变量量子密钥分发与混沌保密通信混合传输方法，其特征在于，步骤s4中，所述复用与解复用采用光分插复用装置实现，实现方法包括：光学波分复用、时分复用以及空分复用，传输信道包括光纤信道、自由空间。
3.如权利要求2所述的连续变量量子密钥分发与混沌保密通信混合传输方法，其特征在于，所述复用与解复用采用光学波分复用实现时，
4.如权利要求3所述的连续变量量子密钥分发与混沌保密通信混合传输方法，其特征在于，光学波分复用实现过程中各路信号通过光波分复用/解复用器进行共纤复用传输，实现量子与混沌保密通信融合传输。
5.如权利要求2所述的连续变量量子密钥分发与混沌保密通信混合传输方法，其特征在于，所...
【专利技术属性】
技术研发人员：盘艳，黄伟，徐兵杰，王恒，李扬，潘炜，闫连山，张力月，蒋林，
申请(专利权)人：中国电子科技集团公司第三十研究所，
类型：发明
国别省市：
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