基于对称相移键控混沌同步的高速密钥安全分发

• 作者: 武超人 高华 王龙生 郭园园 王安帮 王云才
• 来源期刊: 中国激光
• 学科: 工学
• 关键词: 光通信 半导体激光器 混沌激光 混沌同步 密钥分发 保密通信
• 年，卷（期）: 2022,（4）
• 所属期刊栏目: 光纤光学与光通信|Fiber Optics and Optical Communications
• 页码范围: 61-69
• 页数: 9页
• 分类号: TN248.4
• 语种: 中文
• DOI: 10.3788/CJL202249.0406001

摘要

提出一种基于对称相移键控混沌同步的高速密钥安全分发方案:混沌驱动信号对称地经过两个非平衡马赫-曾德尔干涉仪驱动无外腔反馈的响应激光器,并通过随机键控马赫-曾德尔干涉仪中的相位调制器实现相移键控混沌同步.通信双方对相移键控混沌同步时序进行双阈值量化产生随机密钥,然后交换、对比键控参数并筛选出参数相同(即键控相位相同)时的随机密钥作为一致密钥,实现密钥分发.本方案中,混沌驱动信号经过非平衡马赫-曾德尔干涉仪产生了基于延时自干涉的非线性变换,降低了驱动信号与响应信号之间的相关性(～0.25),提高了密钥分发的安全性.此外,利用共驱无外腔反馈响应激光器构成开环同步结构,缩短混沌同步恢复时间至～1.8 ns,提高了密钥分发速率.数值仿真结果表明,在误码率为3.8×10-3的条件下,可实现1.28 Gbit/s的高速密钥安全分发.