基于偏振调制的量子身份认证系统

摘要

一种基于偏振调制的量子身份认证系统，包括认证中心和用户端，半导体激光器和衰减器作为量子信号发生器，产生准单光子，经起偏器初始化为垂直偏振态后通过自由空间传输到用户端，再经两个反射镜传输到用户端和认证中心的动态偏振控制器，由检偏器检测变换后的准单光子的偏振态，由探测器探测单光子，用户端主控制器根据用户密码控制动态偏振控制器，两个主控制器通过经典信道通信，同步时钟发生器为主控制器提供同步时钟信号，随机数发生器产生注册时需要的随机数，用户资料数据库储存用户身份信息。本发明不需利用BB84协议传输认证密钥，把量子信号的传输过程与认证过程同时进行，直接验证用户资料数据库中的用户信息，提高了认证效率。

主权项

1、一种基于偏振调制的量子身份认证系统，由认证中心和用户端两部分组成，其特征在于认证中心的光路部分由半导体激光器、衰减器、起偏器、中心动态偏振控制器、检偏器、光电探测器组成，认证中心的控制部分由中心主控制器、用户资料数据库、随机数发生器组成，用户端光路部分包括两个反射镜、用户端动态偏振控制器，用户端控制部分包括用户端主控制器、同步时钟发生器，半导体激光器和衰减器作为量子信号发生器，产生的作为信息载体的准单光子，经起偏器初始化为垂直偏振态，通过自由空间传输到用户端，经两个互为90度夹角布置的反射镜改变传输方向，经用户身份卡传输到用户端动态偏振控制器，再经自由空间传输到认证中心的动态偏振控制器，由检偏器检测变换后的准单光子的偏振态，由探测器探测单光子，检偏器的透光轴与起偏器的透光轴平行；用户端主控制器根据用户密码控制用户端动态偏振控制器，控制中心动态偏振控制器的中心主控制器和用户端的主控制器通过经典信道通信，同步时钟发生器分别与两个主控制器相连，随机数发生器与中心主控制器相连，为中心主控制器产生注册时需要的随机数，用户资料数据库为中心主控制器储存用户身份信息；认证中心收到用户的注册请求后，认证中心的中心主控制器根据随机数发生器产生的随机数来确定中心动态偏振控制器对线偏振光的旋转角度，并在用户资料数据库中储存随机数、以及中心动态偏振控制器对线偏振光的旋转角度；在认证时，中心主控制器根据存储在用户资料数据库中的中心动态偏振控制器对线偏振光的旋转角度来驱动中心动态偏振控制器，并将光电探测器的探测结果转换为对应的比特串，然后与存储在用户资料数据库中的随机数进行比较，从而实现身份认证。