量子密钥分发光网络密钥池构建方法

张梓平; 刘国军; 董凯; 郁小松; 陆旭; 黄兴

doi:doi:10.3788/LOP56.212703

激光与光电子学进展, 2019, 56 (21): 212703, 网络出版: 2019-11-02

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Key Pool Construction of Quantum Key Distribution Optical Network

张梓平 ^1,*刘国军 ¹董凯 ²郁小松 ²陆旭 ³黄兴 ⁴

作者单位

¹ 全球能源互联网研究院有限公司信息通信研究所电力通信网络技术实验室, 北京 102209

² 北京邮电大学信息光子学与光通信国家重点实验室, 北京 100876

³ 国家电网内蒙古东部电力有限公司信息通信分公司, 内蒙古呼和浩特 010020

⁴ 国家电网辽宁省电力有限公司信息通信分公司, 辽宁沈阳 110006

图 & 表

图 1. 点对点QKD工作原理示意图

Fig. 1. Schematic of point-to-point QKD working principle

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图 2. 密钥异或中继技术原理

Fig. 2. Principle of key XOR relay technology

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图 3. 密钥即服务框架示意图

Fig. 3. Architecture of key as a service

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图 4. 基于量子密钥池的QKD光网络架构

Fig. 4. QKD optical network architecture based on quantum key pool

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图 5. 应用层、控制层及QKD层的信令交互机制

Fig. 5. Intercommunication procedure among APP layer, control layer, and QKD layer

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图 6. 新架构下量子保密数据中心网络

Fig. 6. Quantum secure data center network under the new architecture

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图 7. 算法流程图。(a) KP构建算法;(b) VKP构建算法

Fig. 7. Flowchart of algorithm. (a) KP constructing algorithm; (b) VKP constructing algorithm

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图 8. 时分复用周期T及量子信道个数W对KP构建业务成功率及资源利用率的影响

Fig. 8. Effects of time division multiplexing period T and quantum channel number W on success probability and resource utilization of KP construction

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图 9. N、K_v、P及K对VONs业务安全概率的影响

Fig. 9. Effects of N, K_v, P, and K on security probability of VONs

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张梓平, 刘国军, 董凯, 郁小松, 陆旭, 黄兴. 量子密钥分发光网络密钥池构建方法[J]. 激光与光电子学进展, 2019, 56(21): 212703. Ziping Zhang, Guojun Liu, Kai Dong, Xiaosong Yu, Xu Lu, Xing Huang. Key Pool Construction of Quantum Key Distribution Optical Network[J]. Laser & Optoelectronics Progress, 2019, 56(21): 212703.

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图 1. 点对点QKD工作原理示意图

Fig. 1. Schematic of point-to-point QKD working principle

图 2. 密钥异或中继技术原理

Fig. 2. Principle of key XOR relay technology

图 3. 密钥即服务框架示意图

Fig. 3. Architecture of key as a service

图 4. 基于量子密钥池的QKD光网络架构

Fig. 4. QKD optical network architecture based on quantum key pool

图 5. 应用层、控制层及QKD层的信令交互机制

Fig. 5. Intercommunication procedure among APP layer, control layer, and QKD layer

图 6. 新架构下量子保密数据中心网络

Fig. 6. Quantum secure data center network under the new architecture

图 7. 算法流程图。(a) KP构建算法;(b) VKP构建算法

Fig. 7. Flowchart of algorithm. (a) KP constructing algorithm; (b) VKP constructing algorithm

图 8. 时分复用周期T及量子信道个数W对KP构建业务成功率及资源利用率的影响

Fig. 8. Effects of time division multiplexing period T and quantum channel number W on success probability and resource utilization of KP construction

图 9. N、K_v、P及K对VONs业务安全概率的影响

Fig. 9. Effects of N, K_v, P, and K on security probability of VONs

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图 4. 基于量子密钥池的QKD光网络架构

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图 5. 应用层、控制层及QKD层的信令交互机制

Fig. 5. Intercommunication procedure among APP layer, control layer, and QKD layer

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Fig. 6. Quantum secure data center network under the new architecture

图 7. 算法流程图。(a) KP构建算法;(b) VKP构建算法

Fig. 7. Flowchart of algorithm. (a) KP constructing algorithm; (b) VKP constructing algorithm

图 8. 时分复用周期T及量子信道个数W对KP构建业务成功率及资源利用率的影响

Fig. 8. Effects of time division multiplexing period T and quantum channel number W on success probability and resource utilization of KP construction

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Fig. 9. Effects of N, Kv, P, and K on security probability of VONs

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