月犬云盾 原宏杰加密

接 量子通信变密钥混沌加密（一）

二、基于色散评价的量子通信混沌密钥加密方案

1、量子通信加密系统的相空间重构技术

假设量子通信系统加密序列1可以得到重构后的量子通信系统的向量轨迹在多维相空间中的表示为：

1N代表量子通信系统待加密数据的长度。

2、基于色散评价的量子通信加密系统性能评价

对于量子通信加密系统1，重构相空间，得到相空间重构向量轨迹矩阵为：



对矩阵三进行奇异值分解L= U*S*C。U和C是正交矩阵，而：



利用相空间重构轨迹矩阵￡和最佳嵌入维数m求得维数为Ⅳ×m子空间矩阵X：

为了估计相空间中量子加密前后之间的距离，设置预估器计算/(l)。相空间中两点的距离定义为：



三、系统实验与结果分析

1、实验环境描述

为了测试本文所构建的量子通信系统的通信质量，采用本文中的一段文本进行加密实验，原始量子通信文本内容见表l。



2、结果分析

经过量子通信加密系统后，系统的加密通信文本内容见表2。



从表2可以看出，与原始的通信内容相比较，完全看不出任何原始通信内容的痕迹，且没有任何的规律可循，所以，本量子通信系统的加密方法效果很好。

实际通信系统工作时，需要将通信的数据逐个发出，所捕获的数据发送数据图如图3所示。

从图4可以看出，当有数据发送时，在电磁场上可以很明显的捕获到强的电磁脉冲产生，这就是所发送的加密后通信内容，对传统的量子通信加密后的内容进行色散系数评定，结果如图4所示。



基于混沌的加密系统加密后，系统色散特性如图5所示。



从图4与图5的比对结果可以看出，采用基于混沌的加密方案后，系统的色散系数降低，也就是说，在相同环境下，系统的加密性能提高。系统加密文本被破解的概率是0.001 10-10，低于正常量子通信时加密的概率。

小知识之量子通信

所谓量子通信是指利用量子纠缠效应进行信息传递的一种新型的通讯方式，是近二十年发展起来的新型交叉学科，是量子论和信息论相结合的新的研究领域。