[发明专利]一种针对诱骗态协议量子密钥分发系统的攻击方法及系统

说明书

本发明公开了一种针对诱骗态协议量子密钥分发系统的攻击方法及系统，属于量子通信技术领域，包括在窃听者Eve截取信号光后，测量每一个信号光的Stokes参量，进行归一化后得到参量值(S′₀,S′₁,S′₂,S′₃)；根据参量值S′₁,S′₂,S′₃中的最大值判断信号光的偏振态；根据信号光的偏振态，制备相同偏振态的伪造光并发送至Bob；从经典信道获取Alice和Bob的密钥协商信息，并保留和Bob同样的信号；根据密钥协商信息以及所述相同偏振态的伪造光，对密钥进行破解。本发明通过测量光束的Stokes参量，判断光子的偏振态，通过监听经典信道的协商信息，判断出最终通信双方的密钥，并且保证窃听不被发现。

技术领域

本发明涉及量子通信技术领域，特别涉及一种针对诱骗态协议量子密钥分发系统的攻击方法及系统。

背景技术

基于BB84协议的量子密钥分发系统需要采用理想的单光子源作为产生单光子，由于现在的技术条件无法获得理想的单光子源，因此目前的量子密钥分发系统都是采用弱相干光源替代单光子源，但因此也导致了光子数分流攻击对量子密钥分发系统的威胁，为了应对此攻击，有人提出基于诱骗态的量子密钥分发方法，原理如下：除了用于传输光子偏振态的信号光，还需制备诱骗光，诱骗光也采用弱相干光源产生。在没有窃听存在的情况下，不同强度的光信号在传输过程中的衰减应该是相同的或者存在固定的衰减比例。在窃听者进行光子数分流攻击时，不允许单光子信号通过，只允许多光子信号通过，并对多光子进行分束，截留一部分光子并将这种截留伪装成信道衰减，然而这种针对不同强度的光的截留，和实际的信道衰减并不一致，诱骗态协议就是基于此判断窃听者的存在。

诱骗态协议可以在理论上解决光子数分流攻击问题，然而其所采用的光源依然是弱相干光源，在光子数目较多时，可以通过测量其Stokes参量对其偏振态进行估计，从而攻击量子密钥分发系统，而且不被通信双方发现。因此，基于诱骗态的量子密钥分发方法仍然存在被攻击的可能。

发明内容

本发明的目的在于提供一种针对诱骗态协议量子密钥分发系统的攻击方法及系统，以提高量子通信的安全性。

为实现以上目的，第一方面，本发明提供一种针对诱骗态协议量子密钥分发系统的攻击方法，包括：

S1、在窃听者Eve截取信号光后，测量每一个信号光的Stokes参量，进行归一化后得到参量值(S'₀,S₁',S'₂,S'₃)；

S2、根据参量值S₁',S'₂,S'₃中的最大值判断信号光的偏振态；

S3、根据信号光的偏振态，制备相同偏振态的伪造光并发送至Bob；

S4、从经典信道获取Alice和Bob的密钥协商信息，并保留和Bob同样的信号；

S5、根据密钥协商信息以及所述相同偏振态的伪造光，对密钥进行破解。

其中，步骤S2，具体包括：

若参量值S₁',S'₂,S'₃中的最大值是S₁'，则判断信号光为水平偏振态；

若参量值S₁',S'₂,S'₃中的最小值是S₁'，则判断信号光为竖直偏振态；

若参量值S₁',S'₂,S'₃中的最大值是S'₂，则判断信号光为45°偏振态；