[发明专利]一种基于混沌延时相干的动态监控的密钥分发装置及方法

权利要求书

1.一种基于混沌延时相干的动态监控的密钥分发装置，其特征在于，包括DFB混沌发生器（1）、第一1ⅹ2光纤耦合器（2）、A通信方和B通信方，所述DFB混沌发生器（1）的输出端与第一1ⅹ2光纤耦合器（2）输入端连接；所述A通信方包括第二1ⅹ2光纤耦合器（3）、A方时延调节控制模块（5a）、第一2ⅹ1光纤耦合器（6a）、A方DFB激光器（7a）、A方模数转换器（8a）和A方存储器（9a），所述第二1ⅹ2光纤耦合器（3）的输入端与所述第一1ⅹ2光纤耦合器（2）的一个输出端连接，所述第二1ⅹ2光纤耦合器（3）的其中一个输出端连接至A方时延调节控制模块（5a）的输入端，所述A方时延调节控制模块（5a）的输出端连接至第一2ⅹ1光纤耦合器（6a）的一个输入端，所述第二1ⅹ2光纤耦合器（3）的另一个输出端直接连接至第一2ⅹ1光纤耦合器（6a）的另一个输入端，所述第一2ⅹ1光纤耦合器（6a）的输出端连接至A方DFB激光器（7a）的输入端，所述A方DFB激光器（7a）的输出端通过A方模数转换器（8a）连接至A方存储器（9a），所述A方时延调节控制模块（5a）的存储信道连接至所述A方存储器（9a）；所述B通信方包括第三1ⅹ2光纤耦合器（4）、B方时延调节控制模块（5b）、第二2ⅹ1光纤耦合器（6b）、B方DFB激光器、B方模数转换器（8b）和B方存储器（9b），所述第三1ⅹ2光纤耦合器（4）的输入端与所述第一1ⅹ2光纤耦合器（2）的另一个输出端连接，所述第三1ⅹ2光纤耦合器（4）的其中一个输出端连接至B方时延调节控制模块（5b）的输入端，所述B方时延调节控制模块（5b）的输出端连接至第二2ⅹ1光纤耦合器（6b）的一个输入端，所述第三1ⅹ2光纤耦合器（4）的另一个输出端直接连接至第二2ⅹ1光纤耦合器（6b）的另一个输入端，所述第二2ⅹ1光纤耦合器（6b）的输出端连接至B方DFB激光器的输入端，所述B方DFB激光器的输出端通过B方模数转换器（8b）连接至B方存储器（9b），所述B方时延调节控制模块（5b）的存储信道连接至所述B方存储器（9b）；所述A方存储器（9a）与所述B方存储器（9b）之间连接有公共信道（10）；第二1ⅹ2光纤耦合器（3）的输出端与第一2ⅹ1光纤耦合器（6a）输入端直接相连接的光纤长度与第三1ⅹ2光纤耦合器（4）的输出端与第二2ⅹ1光纤耦合器（6b）输入端直接相连接的光纤长度相等；所述A方时延调节控制模块（5a）和B方时延调节控制模块（5b），均包括第四1ⅹ2光纤耦合器（11）、第一光纤延迟线（12）、第二光纤延迟线（13）和1ⅹ2光开关（14），第一光纤延迟线（12）和第二光纤延迟线（13）的长度满足二者产生的时差大于0.5ns，所述第四1ⅹ2光纤耦合器（11）的光信号输入端作为A方或B方时延调节控制模块的输入端，所述第四1ⅹ2光纤耦合器（11）的两个光信号输出端分别通过第一光纤延迟线（12）、第二光纤延迟线（13）连接至1ⅹ2光开关（14）的两个光信号输入端，所述1ⅹ2光开关（14）包括存储信道和光信号输出端，所述1ⅹ2光开关（14）的存储信道作为A方或B方时延调节控制模块的存储信道，所述1ⅹ2光开关（14）的光信号输出端作为A方或B方时延调节控制模块的输出端。

2.一种基于混沌延时相干的动态监控的密钥分发方法，其特征在于，所述方法是基于权利要求1所述装置实现的，包括以下步骤：

通过DFB混沌发生器（1）产生总混沌激光，将总混沌激光注入到第一1ⅹ2光纤耦合器（2）后，第一1ⅹ2光纤耦合器（2）等强度分出两路混沌光，分别注入到第二1ⅹ2光纤耦合器（3）和第三1ⅹ2光纤耦合器（4）；

通过A通信方中第二1ⅹ2光纤耦合器（3）将输入混沌光等强度分成两路信号，一路经过A方时延调节控制模块（5a）的第四1ⅹ2光纤耦合器（11）的输入端，光信号从第四1ⅹ2光纤耦合器（11）输出后分别通过第一光纤延迟线（12）和第二光纤延迟线（13），第一光纤延迟线（12）和第二光纤延迟线（13）的长度满足二者产生的时差大于0.5ns，通过1ⅹ2光开关（14）随机切换第一光纤延迟线（12）或第二光纤延迟线（13），从而实现时延调节，时延调节后光信号从1ⅹ2光开关（14）的光信号输出端输出后注入第一2ⅹ1光纤耦合器（6a）的一个输入端，另一路直接注入到第一2ⅹ1光纤耦合器（6a）的另一个输入端，两路信号输入第一2ⅹ1光纤耦合器（6a）中在第一2ⅹ1光纤耦合器（6a）中发生干涉现象，之后经第一2ⅹ1光纤耦合器（6a）的输出信号驱动A方DFB激光器（7a），A方DFB激光器（7a）输出混沌光再传输至A方模数转换器（8a）中提取出A方随机序列，所述A方时延调节控制模块（5a）的调节参数作为A方私钥，通过A方存储器（9a）对A方随机序列和A方私钥进行存储；B方的信号处理过程与A方完全相同，通过B方存储器（9b）对B方随机序列和B方私钥进行存储，所述1ⅹ2光开关（12）的存储信道作为A方时延调节控制模块（5a）或B方时延调节控制模块（5b）的存储信道；

最后，A通信方和B通信方之间通过公共信道（10）进行私钥交换，最终双方均对比选取出双方时间延迟相同时对应的随机序列，作为一致密钥。