[发明专利]一种基于量子加密的自由空间激光通信系统

说明书

一种基于量子加密的自由空间激光通信系统，包括接收模块，数据解密模块，所述接收模块捕获激光信号和通信请求信号，经由宽带放大和脉码调制，将激光信号放大并进行处理、量化，编码后转换为数字信号。计算机模块处理数据后，根据通信请求，记录通信节点信息并自由组织成通信网络，将数据传送至数据加密模块，由量子密钥终端获取量子密钥，由数据加密模块对数据加密，加密后的数据由发射模块发送至通信对方。接收方通信节点通过量子密钥终端获取量子密钥并经过数据解密模块将接收的数据解密，并将解密后的数据发送至计算机模块处理。本发明不需要固定通信节点或铺设电缆/光缆，能够远距离传输并绕过障碍物和不良气象区域。

技术领域

本发明属于激光通信领域和数据加密领域，具体说是一种基于量子加密的自由空间激光通信系统。

背景技术

现代社会虽然已是信息社会，各类通信技术手段层出不穷，主要有光纤通信，数字微波通信，卫星通信，移动通信等。光纤通信是利用光波作载波，以光纤作为传输媒质将信息从一处传至另一处的通信方式，被称之为“有线”光通信。自由空间激光通信技术即无光纤自由光通信技术，是近年来出现的一种新兴技术，其原理是载波光信号用过大气作为传输信道完成点到点或点到多点的信息传输。卫星通信是地球上(包括地面和低层大气中)的无线电通信站间利用卫星作为中继而进行的通信。微波通信是直接使用微波作为介质进行的通信，不需要固体介质，当两点间直线距离内无障碍时就可以使用微波传送。移动通信是通信双方有一方或两方处于运动中的通信。

随着互联网技术的飞速发展，人们对通信技术以及加密技术的要求越来越苛刻，上述方案的缺点十分明显：首先，随着科技发展，各类图片视频等资源的数据越来越大，人们对数据的交换量也在不断提升，对通信技术容量的要求越来越高，卫星通信、微波通信和移动通信的带宽远远要低于以光为媒介的光纤通信和激光通信。其次，对于很多不易布施电缆或光纤的场所，通信基站设备的分布直接影响到卫星通信、移动通信的质量，而现有的大部分通信基站施工难度高，耗费较大，也直接影响到通信基站的建设和覆盖率。再次，光纤通信虽然通信容量大，但是往往要求通信双方节点固定，在灵活性和移动性上却远远低于移动通信、卫星通信、激光通信，无法应用于舰艇间通信、卫星间通信、空地间通信等无法布施电缆的场合。最后，也是最重要的，信息传输的安全性与可靠性受到了日益严重的挑战，以量子计算为代表的新一代计算方式让RSA和DES等传统加密/解密方式面临土崩瓦解，难以抵抗超强计算能力的攻击。

随着社会经济的高速发展，信息目前已经成为了我国社会经济发展的战略资源，同时也是促进人类进步的基本元素。自由空间激光通信设备具有无电磁干扰，组网机动灵活，安装维护方便，通信可靠性高，保密性好，性能价格比优等优点，可传输多种速率的数据、话音、图像，具有广阔的应用前景。量子计算技术的发展，本身也为提高通信系统安全性提供了一种思路，但是，目前市场上仍然缺乏一种通信量大、安全性高、移动性好的通信技术，特别是一种基于量子加密的自由空间激光通信系统。

发明内容

为了克服上述现有技术的缺陷，本发明提供了一种基于量子加密的自由空间激光通信系统，通过现有的激光通信技术，结合量子加密技术，为通信领域提供更加高效安全的保障。

本发明采取的技术方案为：

一种基于量子加密的自由空间激光通信系统，包括：接收模块、数据解密模块、计算机模块、量子密钥终端、数据加密模块、发射模块、瞄准机制；用于两个活动的或固定的通信节点之间进行双向通信，并能实现通信信号的量子加密和量子解密；多个通信节点能够互相通信自由组成通信网络；

所述接收模块，为激光感知器件，用于捕获发射方通信节点的激光信号和通信请求信号，由光电探测器筛选所获取承载目标信息的激光信号，并由放大器进行信号放大处理，由脉码调制解调器进行解调，将模拟信号转换为数字信号；

所述数据解密模块，与接收模块以及量子密钥终端相连，数据解密模块从量子密钥终端获取的相应量子密钥，并对接收模块传输过来的加密的数字信号进行解密处理，将密文还原成原文；