1.一種量子密碼通信結(jié)合光纖竊聽的教學演示裝置,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)設有相應的量子密鑰分發(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有顯示器用于顯示各自接收到的視頻信號。
2.如權利要求1所述的量子密碼通信結(jié)合光纖竊聽的教學演示裝置,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的量子密鑰;
攝像頭,用于采集視頻信號;
第一主機,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,連接第一主機以顯示攝像頭采集的視頻信號;
光發(fā)送機,用于將第一主機發(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.如權利要求2所述的量子密碼通信結(jié)合光纖竊聽的教學演示裝置,其特征在于,所述量子密鑰分發(fā)裝置Alice端包括:
Alice電子學模塊,受控于所述第一主機并向第一主機提供量子密鑰;
第一隨機數(shù)發(fā)生模塊,受控于Alice電子學模塊以生成第一隨機數(shù);
第二隨機數(shù)發(fā)生模塊,受控于Alice電子學模塊以生成第二隨機數(shù);
信號光源模塊,接收第一隨機數(shù),并發(fā)射相應的信號光;
光編碼模塊,接收第二隨機數(shù),并對所述信號光進行編碼輸出;
同步光源發(fā)射模塊,受控于所述Alice電子學模塊以發(fā)射同步光;
所述Alice電子學模塊、第一隨機數(shù)發(fā)生模塊、第二隨機數(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立的封裝,且具有相應的通信端口。
4.如權利要求3所述的量子密碼通信結(jié)合光纖竊聽的教學演示裝置,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)送端相應的量子密鑰;
第一光接收機,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,用于接收來自第一光接收機的數(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,連接第二主機以顯示來自第二主機的視頻信號。
5.如權利要求4所述的量子密碼通信結(jié)合光纖竊聽的教學演示裝置,其特征在于,所述量子密鑰分發(fā)裝置Bob端包括:
Bob電子學模塊,受控于所述第二主機并向第二主機提供量子密鑰;
第三隨機數(shù)發(fā)生模塊,受控于Bob電子學模塊以生成第三隨機數(shù);
光解碼模塊,接收第三隨機數(shù)對接收到的編碼信號光進行解碼輸出;
同步光源接收模塊,受控于所述Bob電子學模塊并接收所述同步光;
探測模塊,受控于所述Bob電子學模塊,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探測,再發(fā)送至Bob電子學模塊以形成供第二主機調(diào)用的量子密鑰;
所述Bob電子學模塊、第三隨機數(shù)發(fā)生模塊、光解碼模塊、同步光源接收模塊、探測模塊各自獨立的封裝,且具有相應的通信端口。
6.如權利要求3所述的量子密碼通信結(jié)合光纖竊聽的教學演示裝置,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用器,所述信號光和同步光通過該第一波分復用器復用;
所述發(fā)送端還包括第二波分復用器,所述光發(fā)送機的輸出光信號與第一波分復用器的輸出的光信號通過該第二波分復用器復用;
所述接收端還包括第三波分復用器,用于接收第二波分復用器的輸入并進行解復用,分別得到:
第一路信號,即所述光發(fā)送機輸出的光信號;以及
第二路信號,即第一波分復用器復用所輸出的光信號;
所述量子密鑰分發(fā)裝置Bob端還包括第四波分復用器復用,接收第三波分復用器所輸出的第二路信號進行解復用,分別得到信號光和同步光。
7.如權利要求1所述的量子密碼通信結(jié)合光纖竊聽的教學演示裝置,其特征在于,所述竊聽端包括:
竊聽設備,將來自發(fā)送端的光信號進行放大再轉(zhuǎn)換成數(shù)字電信號;
第三主機,用于以數(shù)字電信號的形式接收來竊聽設備的視頻信號;
第三顯示器,連接第三主機以顯示來自第三主機的視頻信號。
8.如權利要求4所述的量子密碼通信結(jié)合光纖竊聽的教學演示裝置,其特征在于,所述分光模塊具有與所述光發(fā)送機相連的輸入端以及分別與第一光接收機和竊聽端相連的兩個輸出端,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行通斷切換。
9.如權利要求1所述的量子密碼通信結(jié)合光纖竊聽的教學演示裝置,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.如權利要求1所述的量子密碼通信結(jié)合光纖竊聽的教學演示裝置,其特征在于,所述分光模塊包括第一光開關、第二光開關、光纖耦合器;其中:
第一光開關具有1個光纖輸入端口、2個光纖輸出端口,1個控制電信號接口;
第二光開關具有2個光纖輸入端口、1個光纖輸出端口,1個控制電信號接口;
光纖耦合器具有1個光纖輸入端口、2個光纖輸出端口;
第一光開關的光纖輸入端口與發(fā)送端相連,第一光開關的一個光纖輸出端口與第二光開關的一個光纖輸入端口相連,第一光開關的另一個光纖輸出端口與光纖耦合器的光纖輸入端口相連;
光纖耦合器的一個光纖輸出端口與第二光開關的另一個光纖輸入端口相連,光纖耦合器的另一個光纖輸出端口與竊聽端相連;
第二光開關的輸出端口與接收端相連;
第一光開關的控制電信號端口、第二光開關的控制電信號端口各自獨立的連接發(fā)送端或接收端。