量子保密通信解決方案

2022-11-10 09:45:31

來源:軍橋網

一、方案簡介

某司研制的系列量子密碼通信設備與產品、以及開發的網絡與通信系統信息安全量子解決方案,主要利用連續變量量子密碼技術實現,具有共纖傳輸性好、密鑰成碼率高、成本優勢明顯、抗干擾能力強、與傳統網絡與通信系統可充分融合等特點,在政務、國防、金融、能源、5G、人工智能、區塊鏈、云計算、物聯網、大數據等領域都有重大應用價值和前景。

 

二、實現機制

利用作為載波的量子信號中滿足測不準關系的一對具有連續譜分布的物理參數(如相干態的相位和振幅)來調制和解調待傳輸的隨機數串,并從中提取安全密鑰。

連續變量量子密鑰分發技術通常采用相干態或壓縮態來實現,不同于利用單光子信號實現的離散變量量子密鑰分發技術。

連續變量量子密鑰分發的信息傳輸方式類似于經典通信中的模擬通信,但兩者不完全一樣。

 

三、方案優勢

能充分利用已有光纖信道實現共纖傳輸,很好地融合于現有光通信系統中,易于實現;

一次編碼可輸出多個密鑰比特,密鑰成碼率高,可實現高速量子保密通信;

采用相干檢測技術,具有天然抗背景光噪聲能力,可保障全天候量子保密通信;

輸出的每密鑰比特性價比高,相比其它量子技術具有明顯成本優勢;

所需器件與經典相干光通信具有良好技術融合性和無縫銜接性,易于產業化。

 

四、相關產品

(一)框式量子密鑰分發設備  

CVQKD-100系列產品,是自主研發的連續變量量子密鑰分發終端設備。該系列產品利用高斯調制相干態協議(GG02協議)實現,用于解決光纖通信網絡中任意通信雙方間實時獲取安全密鑰問題,且可充分匹配密集波分復用技術,具有成碼率高、融合性好等特點??蓱糜诒Wo政務、國防、金融、能源、大數據、5G、物聯網、區塊鏈、人工智能等領域的數據與信息安全。

在光纖通信網中,用CVQKD-100系列產品為網絡與通信系統中任意兩用戶獲取安全密鑰,以保護通信系統的信息安全。例如:可用于5G系統中兩基站間的安全通信。

(二)集成量子密鑰分發設備  

CVQKD-200系列產品是連續變量量子密鑰分發終端設備。該系列產品利用本地本振方案實現,用于解決光纖通信網絡中任意通信雙方間實時獲取安全密鑰問題,且可充分匹配密集波分復用技術,具有成碼率高、融合性好、集成度高等特點??蓱糜诒Wo政務、國防、金融、能源、大數據、5G、物聯網、區塊鏈、人工智能等領域的數據與信息安全。

在光纖通信網中,用CVQKD-200系列產品為網絡與通信系統中任意兩用戶獲取安全密鑰,以保護通信系統的信息安全。特別是,可將CVQKD-200系列產品嵌入到傳統光端機中。例如:用于5G系統中兩基站間的安全通信。 

(三)量子隨機數發生器  

QRNG系列產品是基于量子真空漲落機理的真隨機數發生器。該系列產品用于系統應用中隨機數源的提供,具有高速、穩定、結構緊湊、接口易用、隨機性好等特點??蓮V泛應用于密碼系統、博彩、數值計算模擬等對隨機性要求較高的場合。

利用QRNG系列產品,可為云服務商和云端客戶提供真隨機數服務,是自主研發的移動客戶(如手機)網絡信息安全量子解決方案的核心器件之一。

(四)數據后處理器  

DPP系列產品是用于處理連續變量量子密鑰分發系統原始密鑰的設備。該產品具有高處理速率、環境自適應、高協商效率、高吞吐量等特征??捎糜诟黝惖托旁氡葪l件下的量子通信、量子信號處理;也可用于處理經典通信系統中用戶間共享的有少量信息泄露和差錯的秘密串,提升其一致性和私密強度。

在量子通信和量子信息處理系統中,DPP系列產品用于處理這些系統中的原始數據,從而減少數據串的錯誤并提升其保密性。也可用于對通信雙方通過任何經典方式共享的有一定信息泄露的秘密進行處理,提升其一致性和保密性。

(五)量子安全網關設備  

QSG-200產品是一款自主研發的連續變量量子安全網關設備。該產品用于接收量子密鑰分發設備輸出的量子密鑰,并對網絡中傳輸的信息進行加密,實現VPN功能,具有安全性高,可靠性強等特征??蓱糜诹孔油ㄐ?、網絡與通信系統信息安全等領域。

在網絡與通信系統中,通過安全通道將CVQKD設備產生的密鑰輸出給QSG-200設備,利用該設備實現數據傳輸的VPN功能,確保經過QSG-100設備的用戶數據得到安全保護。

(六)量子密鑰分發管理設備  

QDM系列產品是自主研發的量子密鑰分發管理設備。該產品用于解決網絡中的量子密鑰管理以及路由管理,并為量子網關設備、量子密碼機、量子認證機等提供安全密鑰,具有擴展性好、穩定性好、操作性好、兼容性好、可定制性等特點??蓱糜诹孔油ㄐ啪W絡、網絡密鑰管理等信息安全領域。

在網絡系統中,QDM系列產品應用于量子密鑰分發組網,提供對量子密鑰分發過程的管理功能。其中QDM-500是一款已獲得國家密碼管理局認證的商密型號產品。

(七)QNMS量子網絡安全管理系統  

 QNMS-1.0用于網絡系統中量子設備的集中管理和維護,支持對DVQKD設備、CVQKD設備、經典光通信設備的兼容式管理與維護,具有界面友好、功能豐富、支持多用戶、性能采集、告警上報、以及與現有網絡管理系統良好兼容性等功能??捎糜诹孔泳W絡的實時網絡監控、計費管理、故障管理、拓撲管理等。

在融合量子設備的網絡與通信系統中,QNMS-1.0可部署在網絡中(通常放置在核心通信機房),所有的量子密鑰分發設備通過IPv4網絡進行SNMP交互,通過IP地址自動發現設備,并自定義拓撲結構,對量子設備的各項運行參數進行實時監控和分析,還可以通過指定參數和收集時間區間來采集性能報告,同時也可以記錄各種故障告警并便于后期查詢。

 

五、應用場景

基于現有網絡與通信系統的網絡信息安全保障系統,如光纖通信系統、無線通信系統等。 

  • 關鍵詞:
  • 保密通信
  • 信息傳輸
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