【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术总体涉及一种识别量子密码系统中致盲攻击发生的方法和用于量子密码系统的接收器，尤其涉及通过将光发射器集成到接收器中来检测量子密码系统中光电探测器的致盲攻击。
技术介绍
1、整个说明书中对现有技术的任何提及和/或讨论不应以任何方式被视为承认该现有技术是众所周知的或构成本领域公知常识的一部分。
2、针对量子密码系统(例如基于单光子探测器(spd)的量子密钥分发(qkd)系统)的探测器致盲攻击，需要采取相应的对策。此类攻击是大多数基于单光子检测的实用量子密钥分发系统中的关键漏洞，因为它们允许窃听者执行中间人攻击，对光子执行量子测量，而不是合法接收器，并使用强光脉冲将其测量结果复制到接收器中。攻击的致盲部分，即通过定制的明亮照明来操纵spd以“禁用”其预期的单光子检测模式，通常会使spd静音，其中窃听者要么利用spd从致盲暴露中恢复的机制，要么使用更强的光脉冲创建“假状态”，以模拟合法接收器侧的单光子探测事件。
3、一种针对致盲攻击提出的对策涉及随机改变并持续监控探测器效率。需要对现有单光子探测器电子电路进行额外修改。这可能会显著影响qkd比特率，因为它可能需要频繁改变效率才能获得足够的统计数据来识别致盲攻击。
4、提出的另一种对策是使用包含n个探测器的单光子探测器模块作为每个测量基的测量单元。在致盲攻击下，短的高功率脉冲可同时激发n个探测器。测量n个探测器之间的光电探测事件的时间互相关性可以揭示强烈的脉冲。然而，额外的单光子探测器会显著增加量子密码系统的总体成本。此外，当n个探测器耦合到光纤
5、提出的另一种对策涉及使用分束器将量子通道中的一部分光引导至光功率计。如果功率计测量到非零光功率，则表明致盲攻击正在发生。接收器中额外的光学元件会给量子通道带来额外的光损耗。窃听者可通过调整波长来控制光束分光器的分光比。此方法需要对极低光能级敏感的光功率计。
6、在另一种提出的对策中，将衰减器插入量子通道内部并随机改变衰减。通过分析不同衰减值下的检测率，可以检测出致盲攻击。该方法类似于随机改变探测器效率。然而，这会引起光通道中的传输损耗，并在高衰减值下降低比特率。衰减值也与波长相关。
7、本专利技术的实施例试图解决上述问题中的至少一个。
技术实现思路
1、根据本专利技术的第一方面，提供了一种识别量子密码系统中致盲攻击发生的方法，该方法包括以下步骤：
2、在量子密码系统的接收器处提供光发射器，其中从光发射器发射的光的至少一部分可由接收器的单光子探测器检测到；
3、在单光子探测器的正常操作模式期间关闭光发射器；
4、在光发射器开启的情况下，测量在第一时间段，t1，内记录在单光子探测器中的第一数量的探测事件；和
5、基于第一数量的探测事件来识别是否发生了致盲攻击。
6、根据本专利技术的第二方面，提供了一种用于量子密码系统的接收器，该接收器包括：
7、单光子探测器；
8、光发射器，其中从光发射器发射的光的至少一部分可由单光子探测器检测；
9、其中，光发射器被配置为在单光子探测器的正常操作模式期间关闭；和
10、处理器，其被配置为在光发射器开启的情况下测量在第一时间段，t1，内记录在单光子探测器中的第一数量的探测事件，并基于第一数量的探测事件来识别是否发生了致盲攻击。
本文档来自技高网...【技术保护点】
1.一种在量子密码系统中识别是否发生致盲攻击的方法，所述方法包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的方法，其中，T1是随机发起的。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其中，T1在时间上是连续的，或者分布在一个或多个时间区间。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的方法，包括将所述光发射器的功率设置为第一能级，使得当所述光发射器开启时，所述单光子探测器处于第一操作模式，在所述第一操作模式中，在T1期间仅能够检测到由开启的所述光发射器引起的标志状态探测事件和作为所述致盲攻击的一部分的虚假状态探测事件。
5.根据权利要求4所述的方法，其中，如果在T1期间在所述单光子探测器中记录了至少一个虚假状态探测事件，则识别出发生了所述致盲攻击。
6.根据权利要求4或5所述的方法，其中，如果在T1期间不存在被记录在所述单光子探测器中的标志状态探测事件，则识别出发生了所述致盲攻击。
7.根据权利要求1至3中任一项所述的方法，包括将所述光发射器的功率设置为第二能级，使得当所述光发射器开启时，所述单光子探测器处于第二操作模式，在所述第二
8.根据权利要求7所述的方法，其中，识别是否发生所述致盲攻击包括，在所述光发射器关闭的情况下，测量在第二时间段T2内在所述单光子探测器中记录的第二数量的探测事件，并且基于所述第一数量的探测事件和所述第二数量的探测事件的比较来识别是否发生了所述致盲攻击。
9.根据权利要求8所述的方法，其中，如果T1期间的探测事件的发生率不比T2期间的探测事件的发生率大出统计学上显著的差异，则识别出发生了所述致盲攻击。
10.根据权利要求7至9中任一项所述的方法，其中，T2是随机发起的。
11.根据权利要求7至10中任一项所述的方法，其中，T2在时间上是连续的，或者分布在一个或多个时间区间。
12.根据权利要求7至11中任一项所述的方法，其中，T1和T2具有相同的长度。
13.根据权利要求1至3中任一项所述的方法，包括将所述光发射器的功率设置为第三能级，使得当所述光发射器在作为T1的单脉冲时间区间内开启时，所述单光子探测器处于第三操作模式，在所述第三操作模式中，在所述单脉冲时间区间内以近似单位概率仅能够检测到由所述光发射器引起的单个探测事件。
14.根据权利要求13所述的方法，其中，如果在所述脉冲时间区间内没有记录到由所述光发射器引起的探测事件，则识别出发生了所述致盲攻击。
15.一种用于量子密码系统的接收器，所述接收器包括：
16.根据权利要求1所述的接收器，其中，T1是随机发起的。
17.根据权利要求1或2所述的接收器，其中，T1在时间上是连续的，或者分布在一个或多个时间区间。
18.根据权利要求15至17中任一项所述的接收器，其中，所述光发射器的功率被设置为第一能级，使得当所述光发射器开启时，所述单光子探测器处于第一操作模式，在所述第一操作模式中，在T1期间仅能够检测到由开启的光发射器引起的标志状态探测事件和作为所述致盲攻击的一部分的虚假状态探测事件。
19.根据权利要求18所述的接收器，其中，所述处理器被配置为，如果在T1期间在所述单光子探测器中记录了至少一个虚假状态探测事件，则识别出发生了所述致盲攻击。
20.根据权利要求18或19所述的接收器，其中，所述处理器被配置为，如果在T1期间不存在被记录在所述单光子探测器中的标志状态探测事件，则识别出发生了所述致盲攻击。
21.根据权利要求1至3中任一项所述的接收器，其中，所述光发射器的功率被设置为第二能级，使得当所述光发射器开启时，所述单光子探测器处于第二操作模式，在所述第二操作模式中，所述单光子探测事件、由所述光发射器引起的探测事件以及作为所述致盲攻击的一部分的虚假探测事件都能够在T1期间被检测到。
22.根据权利要求21所述的接收器，其中，识别是否发生所述致盲攻击包括在所述光发射器关闭的情况下测量在第二时间段T2内在所述单光子探测器中记录的第二数量的探测事件，并且所述处理器被配置为基于所述第一数量的探测事件和所述第二数量的探测事件的比较来识别是否发生了所述致盲攻击。
23.根据权利要求22所述的接收器，其中，所述处理器被配置为，如果T1期间的探测事件的发生率不比T2期间的探测事件的发生率大出统计学上显著的差异，则识别出发生了所述致盲攻击。
24.根据权利要求21至23中任一项所述的接...
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】
1.一种在量子密码系统中识别是否发生致盲攻击的方法，所述方法包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的方法，其中，t1是随机发起的。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其中，t1在时间上是连续的，或者分布在一个或多个时间区间。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的方法，包括将所述光发射器的功率设置为第一能级，使得当所述光发射器开启时，所述单光子探测器处于第一操作模式，在所述第一操作模式中，在t1期间仅能够检测到由开启的所述光发射器引起的标志状态探测事件和作为所述致盲攻击的一部分的虚假状态探测事件。
5.根据权利要求4所述的方法，其中，如果在t1期间在所述单光子探测器中记录了至少一个虚假状态探测事件，则识别出发生了所述致盲攻击。
6.根据权利要求4或5所述的方法，其中，如果在t1期间不存在被记录在所述单光子探测器中的标志状态探测事件，则识别出发生了所述致盲攻击。
7.根据权利要求1至3中任一项所述的方法，包括将所述光发射器的功率设置为第二能级，使得当所述光发射器开启时，所述单光子探测器处于第二操作模式，在所述第二操作模式中，单光子探测事件、由所述光发射器引起的探测事件以及作为所述致盲攻击的一部分的虚假探测事件都能够在t1期间被检测到。
8.根据权利要求7所述的方法，其中，识别是否发生所述致盲攻击包括，在所述光发射器关闭的情况下，测量在第二时间段t2内在所述单光子探测器中记录的第二数量的探测事件，并且基于所述第一数量的探测事件和所述第二数量的探测事件的比较来识别是否发生了所述致盲攻击。
9.根据权利要求8所述的方法，其中，如果t1期间的探测事件的发生率不比t2期间的探测事件的发生率大出统计学上显著的差异，则识别出发生了所述致盲攻击。
10.根据权利要求7至9中任一项所述的方法，其中，t2是随机发起的。
11.根据权利要求7至10中任一项所述的方法，其中，t2在时间上是连续的，或者分布在一个或多个时间区间。
12.根据权利要求7至11中任一项所述的方法，其中，t1和t2具有相同的长度。
13.根据权利要求1至3中任一项所述的方法，包括将所述光发射器的功率设置为第三能级，使得当所述光发射器在作为t1的单脉冲时间区间内开启时，所述单光子探测器处于第三操作模式，在所述第三操作模式中，在所述单脉冲时间区间内以近似单位概率仅能够检测到由所述光发射器引起的单个探测事件。
14.根据权利要求13所述的方法，其中，如果在所述脉冲时间区间内没有记录到由所述光发射器引起的探测事件，则识别出发生了所述致盲攻击。
15.一种用于量子密码系统的接收器，所述接收器包括：
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【专利技术属性】
技术研发人员：沈李炯，克里斯蒂安·库尔齐费尔，
申请(专利权)人：新加坡国立大学，
类型：发明
国别省市：
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