基于量子密钥分发的可信光网络体系架构.PDF

系统与方案 Systems Solutions 基于量子密钥分发的可信光网络体系架构 曹 原 赵永利 郁小松 张 杰 北京邮电大学信息光子学与光通信国家重点实验室 北京 100876 “ ” “ ” ， 摘　要 量子通信具有理论上的 绝对安全 和 一次一密 的优势 将其引入到光网络中可以在很大程度上提升 ， ， 。 光网络的安全性 同时 光网络作为重要的信息基础设施可以为量子密钥传送提供可靠的管道资源 文章提出基于 ， ， 量子密钥分发技术的可信光网络体系架构 总结量子密钥分发及量子与经典信息混传技术的研究进展 探讨量子光 。 网络面临的问题与发展前景 量子光网络目前逐渐从点对点的初级阶段向多节点网络内的量子密钥分发与经典光网 络融合交换的方向深入发展。 ； ； ； ； 关键词 量子通信 光网络 安全 量子密钥分发 融合交换 1 引言 2 量子密钥分发 随着互联网的快速发展以及云计算和大数据的迅速 量子网络中的量子信道传输的是单光子信号，单个 兴起 光网络承载的数据流量及业务大幅增加 作为重 光量子信号的产生 发送 传输 存储 交换 接收等 ， 。 、 、 、 、 、 要的信息基础设施 高速大容量的宽带光通信网络的安 问题都需要进一步研究 量子通信与光网络的研究包含 ， 。 全问题日趋显著 经典通信保密的 计算安全性 手段 量子与经典信号混传 量子中继(可信中继)部署 量子 ， “ ” 、 、 已经无法保证传输和网络的安全 量子通信网络的安全 密钥分发与共享 量子与光网络混合组网 量子编码 。 、 、 、 性由 测量塌缩理论 海森堡测不准原理 和 量 量子存储等研究方向 其中 量子秘钥分发(Quantum “ ”、“ ” “ 。 ， 子不可克隆定律 [1-2] 的量子力学基本定律保证 具有理 Key Distribution QKD)是量子网络保证安全通信的核 ” ， ， 论上 无条件安全 一次一密 [3-4] 的优势 成为 心 用来实现合法节点之间安全通信的密钥协商 光网 “ ”、“ ” ， ， ， 世界各国在网络安全方面的研究热点 我国 十三五 络结合QKD可以实现绝对安全保密通信 。 “ ” 。 规划将量子通信作为十大重点推进项目之一，美国国防 典型的点对点QKD通信链路如