1.一種量子密碼通信結(jié)合光纖竊聽的教學(xué)演示裝置,其特征在于,包括采集并以光信號的形式發(fā)送視頻信號的發(fā)送端,通過分光模塊分別接收所述視頻信號的接收端以及竊聽端;
所述發(fā)送端和接收端內(nèi)設(shè)有相應(yīng)的量子密鑰分發(fā)裝置用于分發(fā)密鑰以加密傳輸所述視頻信號,所述發(fā)送端、接收端以及竊聽端均設(shè)有顯示器用于顯示各自接收到的視頻信號。
2.如權(quán)利要求1所述的量子密碼通信結(jié)合光纖竊聽的教學(xué)演示裝置,其特征在于,所述發(fā)送端包括:
量子密鑰分發(fā)裝置Alice,用于生成與接收端相應(yīng)的量子密鑰;
攝像頭,用于采集視頻信號;
第一主機(jī),用于接收來自攝像頭的視頻信號,還用于通過來自量子密鑰分發(fā)裝置Alice端的量子密鑰對視頻信號加密;
第一顯示器,連接第一主機(jī)以顯示攝像頭采集的視頻信號;
光發(fā)送機(jī),用于將第一主機(jī)發(fā)送至接收端的電信號轉(zhuǎn)換成光信號再經(jīng)光纖輸出。
3.如權(quán)利要求2所述的量子密碼通信結(jié)合光纖竊聽的教學(xué)演示裝置,其特征在于,所述量子密鑰分發(fā)裝置Alice端包括:
Alice電子學(xué)模塊,受控于所述第一主機(jī)并向第一主機(jī)提供量子密鑰;
第一隨機(jī)數(shù)發(fā)生模塊,受控于Alice電子學(xué)模塊以生成第一隨機(jī)數(shù);
第二隨機(jī)數(shù)發(fā)生模塊,受控于Alice電子學(xué)模塊以生成第二隨機(jī)數(shù);
信號光源模塊,接收第一隨機(jī)數(shù),并發(fā)射相應(yīng)的信號光;
光編碼模塊,接收第二隨機(jī)數(shù),并對所述信號光進(jìn)行編碼輸出;
同步光源發(fā)射模塊,受控于所述Alice電子學(xué)模塊以發(fā)射同步光;
所述Alice電子學(xué)模塊、第一隨機(jī)數(shù)發(fā)生模塊、第二隨機(jī)數(shù)發(fā)生模塊、信號光源模塊、光編碼模塊、同步光源模塊各自獨(dú)立的封裝,且具有相應(yīng)的通信端口。
4.如權(quán)利要求3所述的量子密碼通信結(jié)合光纖竊聽的教學(xué)演示裝置,其特征在于,所述接收端包括:
量子密鑰分發(fā)裝置Bob端,用于生成與發(fā)送端相應(yīng)的量子密鑰;
第一光接收機(jī),將來自發(fā)送端的光信號形式的視頻信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字電信號形式的視頻信號;
第二主機(jī),用于接收來自第一光接收機(jī)的數(shù)字電信號形式的視頻信號,根據(jù)該視頻信號的加密與否相應(yīng)的采用通過來自量子密鑰分發(fā)裝置Bob端的量子密鑰對視頻信號解密;
第二顯示器,連接第二主機(jī)以顯示來自第二主機(jī)的視頻信號。
5.如權(quán)利要求4所述的量子密碼通信結(jié)合光纖竊聽的教學(xué)演示裝置,其特征在于,所述量子密鑰分發(fā)裝置Bob端包括:
Bob電子學(xué)模塊,受控于所述第二主機(jī)并向第二主機(jī)提供量子密鑰;
第三隨機(jī)數(shù)發(fā)生模塊,受控于Bob電子學(xué)模塊以生成第三隨機(jī)數(shù);
光解碼模塊,接收第三隨機(jī)數(shù)對接收到的編碼信號光進(jìn)行解碼輸出;
同步光源接收模塊,受控于所述Bob電子學(xué)模塊并接收所述同步光;
探測模塊,受控于所述Bob電子學(xué)模塊,根據(jù)來自同步光源接收模塊的同步光對來自光解碼模塊的信號光相應(yīng)探測,再發(fā)送至Bob電子學(xué)模塊以形成供第二主機(jī)調(diào)用的量子密鑰;
所述Bob電子學(xué)模塊、第三隨機(jī)數(shù)發(fā)生模塊、光解碼模塊、同步光源接收模塊、探測模塊各自獨(dú)立的封裝,且具有相應(yīng)的通信端口。
6.如權(quán)利要求3所述的量子密碼通信結(jié)合光纖竊聽的教學(xué)演示裝置,其特征在于,所述量子密鑰分發(fā)裝置Alice端還包括第一波分復(fù)用器,所述信號光和同步光通過該第一波分復(fù)用器復(fù)用;
所述發(fā)送端還包括第二波分復(fù)用器,所述光發(fā)送機(jī)的輸出光信號與第一波分復(fù)用器的輸出的光信號通過該第二波分復(fù)用器復(fù)用;
所述接收端還包括第三波分復(fù)用器,用于接收第二波分復(fù)用器的輸入并進(jìn)行解復(fù)用,分別得到:
第一路信號,即所述光發(fā)送機(jī)輸出的光信號;以及
第二路信號,即第一波分復(fù)用器復(fù)用所輸出的光信號;
所述量子密鑰分發(fā)裝置Bob端還包括第四波分復(fù)用器復(fù)用,接收第三波分復(fù)用器所輸出的第二路信號進(jìn)行解復(fù)用,分別得到信號光和同步光。
7.如權(quán)利要求1所述的量子密碼通信結(jié)合光纖竊聽的教學(xué)演示裝置,其特征在于,所述竊聽端包括:
竊聽設(shè)備,將來自發(fā)送端的光信號進(jìn)行放大再轉(zhuǎn)換成數(shù)字電信號;
第三主機(jī),用于以數(shù)字電信號的形式接收來竊聽設(shè)備的視頻信號;
第三顯示器,連接第三主機(jī)以顯示來自第三主機(jī)的視頻信號。
8.如權(quán)利要求4所述的量子密碼通信結(jié)合光纖竊聽的教學(xué)演示裝置,其特征在于,所述分光模塊具有與所述光發(fā)送機(jī)相連的輸入端以及分別與第一光接收機(jī)和竊聽端相連的兩個(gè)輸出端,其中與竊聽端相連輸出端通過手動控制、發(fā)送端控制信號、或接收端控制信號進(jìn)行通斷切換。
9.如權(quán)利要求1所述的量子密碼通信結(jié)合光纖竊聽的教學(xué)演示裝置,其特征在于,所述分光模塊為光纖夾持耦合器,所述竊聽端通過該光纖夾持耦合器連接至發(fā)送端與接收端之間的光纖上。
10.如權(quán)利要求1所述的量子密碼通信結(jié)合光纖竊聽的教學(xué)演示裝置,其特征在于,所述分光模塊包括第一光開關(guān)、第二光開關(guān)、光纖耦合器;其中:
第一光開關(guān)具有1個(gè)光纖輸入端口、2個(gè)光纖輸出端口,1個(gè)控制電信號接口;
第二光開關(guān)具有2個(gè)光纖輸入端口、1個(gè)光纖輸出端口,1個(gè)控制電信號接口;
光纖耦合器具有1個(gè)光纖輸入端口、2個(gè)光纖輸出端口;
第一光開關(guān)的光纖輸入端口與發(fā)送端相連,第一光開關(guān)的一個(gè)光纖輸出端口與第二光開關(guān)的一個(gè)光纖輸入端口相連,第一光開關(guān)的另一個(gè)光纖輸出端口與光纖耦合器的光纖輸入端口相連;
光纖耦合器的一個(gè)光纖輸出端口與第二光開關(guān)的另一個(gè)光纖輸入端口相連,光纖耦合器的另一個(gè)光纖輸出端口與竊聽端相連;
第二光開關(guān)的輸出端口與接收端相連;
第一光開關(guān)的控制電信號端口、第二光開關(guān)的控制電信號端口各自獨(dú)立的連接發(fā)送端或接收端。