量子保密电话

摘要

一种量子保密电话，将量子保密通信和现行电话通信的结合，利用绝对安全的量子密码本对语音的加解密，实现了安全的电话通信，系统最大的优点在于利用FPGA作为控制核心，由于FPGA并不开放密码本存储芯片的接口，因此任何妄图通过攻击终端而远程窃取密码本的行为都将无计可施。相对于普通计算机诸多漏洞而言，无疑是对安全性的有力保障。另外，随着FPGA技术的发展，目前的处理速度已经可以达到千兆赫兹量级，因此无论是在密钥筛选的处理速度上，还是在偏振反馈控制的精度和灵敏度上，都有了质的飞跃，而且FPGA还能兼容如相位编码和纠缠编码等其他编码方案。并能工作在更高工作频率的量子密钥分发系统中，都具有很好的适应性。

主权项

一种量子保密电话，其特征在于，将量子保密通信的光学部分和现行电话通信的电学部分相互结合，整个通信过程由现场可编程门阵列FPGA控制，利用绝对安全的量子密码本对语音加解密；所述的光学部分由光学发送端和光学接收端通过光纤连接组成，该光学发送端包括半导体激光器、偏振调节器、数控衰减器和4*1耦合器，四个半导体激光器的输出的激光分别通过一偏振调节器调制到0°，90°，45°，135°四种状态，并经过4*1耦合器耦合到一根光纤中；其中0°和45°的激光回路分别连接有一个数控衰减器；该光学接收端包括电动偏振控制器、偏振分束器和单光子探测器，两个电动偏振控制器的输入端通过一根光纤与所述的4*1耦合器的输出端连接，该电动偏振控制器的输出端分别与一个偏振分束器输入端连接，每一该偏振分束器的两个输出端均与一个单光子探测器的输入端连接；该半导体激光器的输入端和单光子探测器的输出端分别与所述的电学部分的发送端和接收端连接；所述的电学部分由电学发送端和电学接收端通过经典信道连接组成，该电学发送端和电学接收端分别以FPGA子系统作为控制核心，每一FPGA子系统的一端通过经典信道相互连接，每一FPGA子系统的另一端分别通过语言压缩装置与电话连接；发送端的FPGA子系统通过数字IO口驱动所述的光学发送端的半导体激光器，该FPGA子系统还通过A/D转换器与数控衰减器连接；该电学接收端的FPGA子系统根据所述的单光子探测器反映出来的偏振对比度，按照设定算法给出相应的 反馈控制信号，经过D/A转换器，运放后驱动所述的电动偏振控制器 ；在密钥生成状态中，发送方通过数字IO口驱动半导体激光器，接收端FPGA采集单光子信号，并进行密码筛选，校验，生成密码本导入储存芯片；当偏振控制的定时中断到来的时候，FPGA控制衰减器减少衰减，增加收端单光子计数，以提高控制精度，数控衰减器提供了模拟反馈信号，通过A/D转换告知FPGA，以实现对其的精确定位 ；接收端根据单光子探测器反映出来的偏振对比度，按照设定算法给出相应的反馈控制信号，经过D/A，运放后驱动电动偏振控制器，当偏振调节到满足通讯要求后，系统重新切换回密钥生成状态。