研究目的
提出一种利用相位波动在经典光纤信道中实现数据加密的安全密钥生成与分发方案。
研究成果
基于经典光纤信道相位波动的密钥生成与分发方案是可行的，能提供针对各类攻击的高安全性。该方案兼容现有光纤基础设施，可低成本实现长距离传输。
研究不足
该方案的安全性依赖于相位波动的随机性和唯一性，这可能会受到极端环境条件的影响。目前的密钥生成速率为220比特/秒，误码率为5%，这可能限制其在高速加密场景中的应用。
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[IEEE 2018年第20届透明光网络国际会议(ICTON) - 布加勒斯特(2018.7.1-2018.7.5)] 2018年第20届透明光网络国际会议(ICTON) - 利用经典光纤信道相位波动实现密钥生成与分发
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DOI：10.1109/ICTON.2018.8473760
出版年份：2018
更新时间：2025-09-09 09:28:46
摘要：
我们提出了一种用于经典光纤信道数据加密的安全密钥生成与分发方案。采用延迟干涉仪（DI）追踪光纤内部的随机相位波动，同时将可调谐长度的保偏（PM）光纤设置为光学相位波动源。从延迟干涉仪输出的信号被提取为密钥，并在合法发射端与接收端之间共享。由于本地环境的随机性和光纤信道的唯一性，正交偏振模（OPM）间的相位波动可作为安全密钥使用，从而提升物理层的安全等级。实验中，我们在25公里标准单模光纤（SSMF）上实现了随机密钥的生成与分发。此外，该密钥生成方案具有成本低廉、兼容现有光纤网络以及可通过光放大器实现长距离传输等优势。
作者：
Adnan A.E. Hajomer，Xuelin Yang，Amber Sultan，Weiqiang Sun，Weisheng Hu
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