量子密钥分发技术在城市轨道交通通信系统中的应用方案研究

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作者 王思佳 董鹏 +1 位作者 耿欣 任俊桦 《铁道通信信号》 2024年第6期8-14,共7页

基于量子力学的基本原理,量子密钥分发技术是一种无条件安全的新型通信技术。为保障城市轨道交通的信息安全,有必要研究基于可信中继的量子密钥分发技术在城市轨道交通通信系统中的应用。首先研究量子密钥分发技术的基本原理和密钥形成... 基于量子力学的基本原理,量子密钥分发技术是一种无条件安全的新型通信技术。为保障城市轨道交通的信息安全,有必要研究基于可信中继的量子密钥分发技术在城市轨道交通通信系统中的应用。首先研究量子密钥分发技术的基本原理和密钥形成过程;其次说明基于可信中继的量子密钥分发技术的基本原理及其可行性;最后基于量子密钥分发技术,以“接入站+可信中继”的方式,搭建由量子密钥平台、网络支撑平台和安全服务平台构成的量子保密通信网络架构及功能体系,提出其在城市轨道交通通信系统中的应用场景。通过量子密钥分发技术可以实现城市轨道交通信息安全传输,为进一步探索量子通信技术在城市轨道交通中的应用提供参考。 展开更多

关键词 城市轨道交通 量子通信 量子密钥分发 信息安全 可信中继

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量子密钥分发网络架构、进展及应用 被引量：2

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作者 朱宏峰 陈柳伊 +2 位作者 王学颖 张璐 邢笑瑞 《沈阳师范大学学报（自然科学版）》 CAS 2023年第6期515-525,共11页

近年来,随着网络通信攻击手段的层出不穷,只依赖传统计算困难程度的密钥分发的安全性受到了严重威胁。量子密钥分发技术由于其无条件安全性的优势,与光网络结合,在信息的保密性和传递效率方面具有突出的表现。利用量子密钥分发技术组建... 近年来,随着网络通信攻击手段的层出不穷,只依赖传统计算困难程度的密钥分发的安全性受到了严重威胁。量子密钥分发技术由于其无条件安全性的优势,与光网络结合,在信息的保密性和传递效率方面具有突出的表现。利用量子密钥分发技术组建的量子密钥分发网络也在全球范围内得到逐步应用并且不断发展。重点总结了量子密钥分发各项协议及量子密钥分发网络的发展历程,以量子密钥分发网络所面临的生存性和连通性,以及中继节点的布置问题为切入点,分析了量子密钥分发网络目前存在的不足及现有的各种解决方案。最后,从实际的角度出发,分析和总结了量子密钥分发网络的应用现状,通过量子密钥分发在线与离线相结合的方式,使量子密钥分发网络的可推广性变得更强,同时,边缘网关到物联网终端设备的量子密钥分发也大大促进了量子密钥分发网络与现有物联网设备的结合应用。 展开更多

关键词 量子安全网络架构 量子密钥分发网络 可信中继 光网络

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星地一体电力量子保密通信关键技术研究及应用 被引量：6

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作者 冯宝 刘金锁 +2 位作者 牟霄寒 赵子岩 张天兵 《电力信息与通信技术》 2021年第11期1-8,共8页

针对能源互联场景下电力通信网络和电力业务面临的安全风险,文章分析了电力量子密钥应用需求,设计了星地一体电力量子保密通信网络架构,研究了星地量子密钥广域分发、可信中继、统一管控和灵活应用等关键技术,并在北京和福建之间构建了... 针对能源互联场景下电力通信网络和电力业务面临的安全风险,文章分析了电力量子密钥应用需求,设计了星地一体电力量子保密通信网络架构,研究了星地量子密钥广域分发、可信中继、统一管控和灵活应用等关键技术,并在北京和福建之间构建了星地量子保密通信示范网络,开展了广域应急指挥视频会商业务接入和现场测试,验证了星地一体电力量子保密通信技术电力系统的适应性,为能源互联网安全的提升提供了有益参考。 展开更多

关键词 星地一体 量子保密通信 量子密钥 广域分发 可信中继 统一管控

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基于可信控制中心的量子密钥中继方案 被引量：3

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作者 蒋韶生 池瑞楠 温晓军 《电信科学》 北大核心 2014年第6期102-107,共6页

提出了一种利用可信控制中心以及可信量子中继服务器进行量子密钥中继传输的实现方案。在设计可信中继点协议上采用了量子密钥一次一密的加密算法,在组建可信中继网络时,利用可信控制中心来保证接入中继的可信性与安全性,并把用户地址... 提出了一种利用可信控制中心以及可信量子中继服务器进行量子密钥中继传输的实现方案。在设计可信中继点协议上采用了量子密钥一次一密的加密算法,在组建可信中继网络时,利用可信控制中心来保证接入中继的可信性与安全性,并把用户地址隐藏于已加密的量子信息数据中,只有合法的可信用户才能解密并进行信息传输。实验结果表明,用户之间即使没有量子信道直接相连,仍然可以利用可信中继网络进行量子密钥长距离的安全传输,该量子密钥中继方案是可行的。安全性分析表明,在传输过程中,攻击者无法获取到真正有用的量子密钥信息。 展开更多

关键词 量子密钥 可信中继 可信控制中心 可信量子中继服务器

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一个新型的量子密钥服务体系架构 被引量：3

5

作者 陈晖 《中国电子科学研究院学报》 北大核心 2020年第3期217-223,共7页

目前,作为一个具有战略意义的通信保密技术,量子通信已得到了比较广泛的应用可行性验证.但是,量子通信规模应用所面临的可信中继管理难度大、应用接入不便等依然未得到完善解决.为了解决上述难题,本文首先提出了一个量子网络虚拟化方案,... 目前,作为一个具有战略意义的通信保密技术,量子通信已得到了比较广泛的应用可行性验证.但是,量子通信规模应用所面临的可信中继管理难度大、应用接入不便等依然未得到完善解决.为了解决上述难题,本文首先提出了一个量子网络虚拟化方案,即,每一个节点与相邻的每一个节点分别协商一个共享量子密钥,计算其中所有任意两个共享量子密钥的异或值作为虚拟节点路由状态,服务器把所有节点的所有虚拟节点路由状态封装为一个数据文件;基于该数据文件可以实现实时的量子密钥服务.该方案实现了量子密钥服务与量子网络的安全分离,从而可以面向规模用户提供实时量子密钥服务.该方案具有量子安全性、较高的效率、灵活的规模应用接入性能,可以应用到各种量子通信网络,并将在量子通信网络的规模应用中发挥重要作用。 展开更多

关键词 量子密钥分发 可信中继 量子网络虚拟化 虚拟量子链路 量子密钥服务

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量子保密通信网络组网技术研究进展 被引量：3

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作者 池亚平 陈纯霞 王志强 《北京电子科技学院学报》 2019年第2期9-18,共10页

量子保密通信技术是结合量子密钥分发和密码技术的安全通信技术。针对当前缺少对量子保密通信网络组网技术的分析和研究这一现状,本文开展了研究分析工作,总结分析目前已有的三种组网技术方案,研究分析四个主流量子通信网络的网络架构... 量子保密通信技术是结合量子密钥分发和密码技术的安全通信技术。针对当前缺少对量子保密通信网络组网技术的分析和研究这一现状,本文开展了研究分析工作,总结分析目前已有的三种组网技术方案,研究分析四个主流量子通信网络的网络架构及其特点,并对四个主流QKD网络的组网方式进行对比分析。最后总结了软件定义的QKD网络未来发展趋势,并对量子保密通信网络的未来应用前景进行了展望。 展开更多

关键词 网络架构 可信中继 量子密钥分发 量子通信网络 软件定义网络

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基于可信中继的广域量子密钥网络模型研究 被引量：3

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作者 杨超 张红旗 +3 位作者 苏锦海 王凯 姜皇勤 曾光 《工程科学与技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第2期154-162,共9页

针对目前对于广域量子密钥网络的认识不足、理论研究还不成熟的问题,以目前实际可行的由可信中继节点构成的量子密钥网络为对象,分别从系统结构、内部密钥关系、工作机制3个方面建立了广域量子密钥网络结构模型、密钥信息模型、行为模型... 针对目前对于广域量子密钥网络的认识不足、理论研究还不成熟的问题,以目前实际可行的由可信中继节点构成的量子密钥网络为对象,分别从系统结构、内部密钥关系、工作机制3个方面建立了广域量子密钥网络结构模型、密钥信息模型、行为模型,对广域量子密钥网络进行了详细研究。首先,从系统论角度出发,在现有量子密钥网络结构研究的基础上,根据密钥中继基本原理将量子密钥网络划分为5层,阐述了各层的详细组成及其之间的关系;其次,从信息论角度出发,将量子密钥网络抽象为由节点间密钥共享关系构成的密钥信息图,并且形式化定义了其中的节点、边等组成元素,进而,通过图论基本原理进一步描述了量子密钥网络5层结构模型的内部密钥信息关系;最后,从控制论角度出发,通过将量子密钥网络的密钥分发过程分解为基本的密钥关系建立、共享密钥生成两个基本操作,以密钥信息图逐层演进的方式详细展示了广域量子密钥网络的基本运行原理。通过分析表示,本文提出的量子密钥网络模型实现了量子密钥分发的分层并行流水密钥分发,能够保证密钥分发的安全性,为广域量子密钥网络的后续相关理论与技术研究奠定了基础。 展开更多

关键词 QKD网络 量子密钥分发 密钥网络模型 可信中继

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基于量子通信的铁路视频监控系统方案研究 被引量：2

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作者 程雪 孙强 《铁路通信信号工程技术》 2021年第7期36-39,44,共5页

为加强铁路视频信息在光纤线路上传输的安全性,结合铁路综合视频监控系统结构,研究利用量子通信技术对铁路视频敏感信息进行加密传输,并提出铁路视频监控量子组网方案。针对方案中遇到的量子信号远距离传输和光纤损耗问题,分别提出可信... 为加强铁路视频信息在光纤线路上传输的安全性,结合铁路综合视频监控系统结构,研究利用量子通信技术对铁路视频敏感信息进行加密传输,并提出铁路视频监控量子组网方案。针对方案中遇到的量子信号远距离传输和光纤损耗问题,分别提出可信中继和波分复用共纤传输两种关键技术解决策略,使量子通信组网方案具有一定可行性和现实意义。 展开更多

关键词 铁路视频监控 量子通信 可信中继 共纤传输

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量子密钥分发网络方案研究 被引量：1

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作者 侯嘉 朱江 《通信技术》 2021年第6期1291-1300,共10页

量子密钥分发结合密码技术可以实现安全的保密通信。因此,针对目前量子密钥分发网络组网方案形式的多样性展开研究分析工作。首先,介绍国内外量子密钥分发网络的发展状况,分析现有网络的组网方案;其次,论述目前量子密钥分发网络的几种... 量子密钥分发结合密码技术可以实现安全的保密通信。因此,针对目前量子密钥分发网络组网方案形式的多样性展开研究分析工作。首先,介绍国内外量子密钥分发网络的发展状况,分析现有网络的组网方案;其次,论述目前量子密钥分发网络的几种主要组网方案,包括基于经典光学器件的组网方案、基于可信中继的组网方案和基于量子中继的组网方案,同时分析了每种方案的优缺点;最后,总结适合主干网络、城域网络和接入网络的量子密钥分发网络组网方案。 展开更多

关键词 保密通信 量子密钥分发 网络 光学器件 可信中继 量子中继

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量子密钥服务中台及其应用前景

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作者 陈晖 《信息通信技术与政策》 2022年第3期86-91,共6页

在对可信中继量子密钥分发(QKD)网络特点及其局限性进行分析的基础上,提出了一种基于QKD网络虚拟化的量子密钥服务中台技术。量子密钥服务中台是解决QKD规模应用难题的创新技术方案,具有更高的安全性、服务效率、应用灵活性,以及良好的... 在对可信中继量子密钥分发(QKD)网络特点及其局限性进行分析的基础上,提出了一种基于QKD网络虚拟化的量子密钥服务中台技术。量子密钥服务中台是解决QKD规模应用难题的创新技术方案,具有更高的安全性、服务效率、应用灵活性,以及良好的应用前景。 展开更多

关键词 量子密钥分发 量子密钥服务中台 可信中继 QKD网络虚拟化

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基于纠缠交换和隐形传态的量子密钥中继传输模型

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作者 蒋韶生 范新灿 温晓军 《深圳职业技术学院学报》 CAS 2016年第5期3-9,共7页

文章提出一种基于纠缠交换和隐形传态的量子密钥中继传输模型.该模型利用基于可信控制中心的网络结构保证了量子密钥中继传输通道中中继节点的安全性和合法性;采用建立量子纠缠信道的方法,量子密钥不会直接在中继节点及量子通道上传输,... 文章提出一种基于纠缠交换和隐形传态的量子密钥中继传输模型.该模型利用基于可信控制中心的网络结构保证了量子密钥中继传输通道中中继节点的安全性和合法性;采用建立量子纠缠信道的方法,量子密钥不会直接在中继节点及量子通道上传输,保障了量子密钥的安全性;利用量子隐形传态的特点,让建立了量子纠缠信道的用户可以直接进行量子密钥协商,共同确定最终使用的量子共享密钥,量子中继节点无法获取,有效地防止了常见的攻击模式,确保了量子共享密钥的安全.研究表明,该模型的量子信息传输性能随着建立量子纠缠成功概率的增大而提升,原始量子密钥的利用效率较高. 展开更多

关键词 量子密钥 可信中继 纠缠交换 量子隐态传递

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射频能量采集非可信中继网络中物理层安全传输 被引量：4

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作者 杨炜伟 陈剑 陈德川 《电子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第8期1792-1796,共5页

射频能量采集技术为能量受限无线通信系统提供了一种有效的能量供给方式.假设能量受限中继节点具有射频能量采集能力,本文设计了中继非可信情况下的物理层安全传输方案,配置多天线的源节点采用发送天线选择策略来增强中继节点的能量采... 射频能量采集技术为能量受限无线通信系统提供了一种有效的能量供给方式.假设能量受限中继节点具有射频能量采集能力,本文设计了中继非可信情况下的物理层安全传输方案,配置多天线的源节点采用发送天线选择策略来增强中继节点的能量采集性能,目的节点发送人工干扰来抑制非可信中继对保密信息的窃听.在瑞利块衰落信道条件下研究了所提方案的物理层安全性能,推导了系统安全中断概率、连接中断概率和安全吞吐量的闭式表达式.计算机仿真验证了理论推导的正确性,揭示了各系统参数对物理层安全性能的影响关系. 展开更多

关键词 射频能量采集 非可信中继 物理层安全 安全吞吐量

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基于有限反馈的非可信中继系统的物理层安全性能分析 被引量：3

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作者 吴亚峰 赵睿 +1 位作者 贺玉成 谢维波 《电子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第11期2247-2254,共8页

在基于有限反馈获得部分信道状态信息的条件下,研究了放大转发非可信中继系统的物理层安全传输技术.通过目的节点发送人工噪声干扰信息,使系统获得了正安全容量.推导了安全中断概率和传输中断概率的闭合表达式,分析了反馈比特数对系统... 在基于有限反馈获得部分信道状态信息的条件下,研究了放大转发非可信中继系统的物理层安全传输技术.通过目的节点发送人工噪声干扰信息,使系统获得了正安全容量.推导了安全中断概率和传输中断概率的闭合表达式,分析了反馈比特数对系统安全性和可靠性的影响,进而提出了能同时兼顾系统安全性和可靠性的最优反馈比特数的自适应选择方案. 展开更多

关键词 物理层安全 有限反馈 非可信中继 安全中断概率 传输中断概率

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Nakagami-m信道的TSR非可信中继网络安全性能分析 被引量：1

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作者 石会 蔡跃明 +2 位作者 杨炜伟 向中武 陈德川 《计算机工程与应用》 CSCD 北大核心 2020年第12期98-104,共7页

针对中继可能窃听转发的私密信号,研究了Nakagami-m信道中时间切换中继协议的非可信中继网络安全传输性能,该网络中源节点与目的节点均配置了多根天线,而能量受限的非可信中继仅有一根天线。为分析网络的安全传输,考虑了两种安全传输方... 针对中继可能窃听转发的私密信号,研究了Nakagami-m信道中时间切换中继协议的非可信中继网络安全传输性能,该网络中源节点与目的节点均配置了多根天线,而能量受限的非可信中继仅有一根天线。为分析网络的安全传输,考虑了两种安全传输方案,即发送天线选择/最大比合并方案和最大比传输/最大比合并方案。为研究非可信中继网络的安全性和可靠性,依次推导出两种方案安全中断概率、连接中断概率、安全吞吐量的闭式表达式,并分析了高信噪比下安全吞吐量的渐进性能。利用蒙特卡洛仿真验证了理论分析的正确性,仿真结果揭示了信噪比、发送功率分配因子、时间切换系数、天线数对安全吞吐量的影响。 展开更多

关键词 性能分析 NAKAGAMI-M信道 时间切换中继(TSR) 非可信中继

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引入天线的无线通信射频采集信道模型建立及其仿真分析 被引量：1

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作者 江龙才 霍朝辉 步冬静 《电气自动化》 2021年第3期86-88,共3页

为了降低受限无线网络设备电池的容量对系统性能造成的制约,研究了时间切换传输协议条件下的物理层安全传输技术。针对源节点引入发送天线选择方案来提高能量受限中继节点收集能量的效率,再以人为干扰的方式避免信息受到非可信中继窃听... 为了降低受限无线网络设备电池的容量对系统性能造成的制约,研究了时间切换传输协议条件下的物理层安全传输技术。针对源节点引入发送天线选择方案来提高能量受限中继节点收集能量的效率,再以人为干扰的方式避免信息受到非可信中继窃听的情况。结果表明,传输模型显著提高了物理层的安全性。采用计算理论模拟的方法分析了系统运行性能和时间因子以及功率因子之间的关系,可以通过合理调整时间因子与功率因子来达到最大的安全吞吐量。引入天线的无线通信射频采集信道模型可以有效提高传输系统的安全性能,对保障无线通信效率具有一定的理论价值。 展开更多

关键词 无线通信 天线 射频采集 非可信中继 物理层安全 安全吞吐量

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单发多收非可信中继网络的安全性能分析

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作者 何佳伟 陈德川 蔡跃明 《通信技术》 2018年第11期2702-2708,共7页

研究单发多收非可信中继网络的物理层安全性能,其中中继节点在帮助源节点完成协同传输的同时也扮演着窃听者的角色。首先,分析纯窃听方式、放大转发方式和协同干扰方式的连接中断概率和安全中断概率的表达式。其次,利用安全吞吐量全面... 研究单发多收非可信中继网络的物理层安全性能,其中中继节点在帮助源节点完成协同传输的同时也扮演着窃听者的角色。首先,分析纯窃听方式、放大转发方式和协同干扰方式的连接中断概率和安全中断概率的表达式。其次,利用安全吞吐量全面衡量系统的安全性和可靠性的折衷关系,揭示目的节点天线数目对系统有效性能的影响。再次,通过渐近分析确定不同发送功率和信道衰落条件下最优的传输方案。最后,利用仿真结果验证了理论分析的正确性,并表明增加接收天线的数目并不能一直改善系统的安全吞吐量。 展开更多

关键词 物理层安全 非可信中继 单发多收 安全中断概率 连接中断概率 安全吞吐量

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