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量子密钥分发系统设计实战45例

共计 45 章节

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BB84 单光子源与偏振编码的密钥生成流程实现

用代码模拟 BB84 协议中单光子偏… · 传输与测量 · 完成一次完整密钥协商并统计误码率

BB84单光子源

BB84 窃听检测：截获-重发攻击下的误码率阈值判定

在 BB84 仿真中引入截获-重发窃… · 计算不同窃听比例下的量子误码率 · 并与安全阈值比较

BB84窃听检测

基于弱相干脉冲的诱骗态 BB84 参数计算

针对弱相干光源实现诱骗态 BB84… · 给定信道损耗和探测器参数 · 求解安全密钥率随传输距离的变化

BB84基于弱相干脉冲的…

诱骗态强度与概率配置的密钥率优化

在诱骗态 BB84 框架下 · 以信号态和诱骗态强度及发送概率为决策… · 编写参数扫描程序寻找使安全密钥率最大…

诱骗态强度概率配置的密钥率…

相位编码 QKD 的干涉稳定性与相位漂移补偿仿真

模拟相位编码 QKD 中不等臂干涉仪… · 实现基于扫描光强的相位补偿算法 · 并验证补偿前后误码率的变化

QKD相位编码

时间-bin 编码 QKD 的时隙同步与符合计数分析

构建时间-bin 编码 QKD 的时… · 处理探测器符合计数 · 分析时隙同步偏差对原始密钥误码率的影…

偏振编码 QKD 中偏振模色散导致的误码建模

在偏振编码 BB84 仿真中引入光纤… · 计算偏振态漂移引起的误码率 · 并评估被动偏振补偿的改善效果

QKD偏振编码

QKD 系统光源参数选择：平均光子数与脉冲宽度权衡

针对弱相干光源 · 建立平均光子数 · 脉冲宽度与密钥率

QKD系统光源参数选择

单光子探测器暗计数与探测效率对密钥率的影响分析

在 BB84 密钥率计算中引入探测器… · 定量分析不同探测器性能组合下安全密钥…

单光子探测器暗计…探测效率对密钥率…

QKD 系统死时间与最大计数率约束下的发送频率设计

根据单光子探测器死时间和后处理吞吐能… · 计算系统可支持的最大发送频率 · 并设计满足密钥率目标的脉冲发送时序

QKD系统死时间

基于诱骗态的 QKD 系统强度调制器误差标定

建立强度调制器消光比与诱骗态强度偏差… · 设计标定实验方案 · 评估强度偏差对安全密钥率估计的影响

QKD基于诱骗态的

QKD 原始密钥筛选与基矢比对模块实现

编写代码实现发送端与接收端基矢信息的… · 完成原始密钥筛选 · 并输出筛选后密钥长度与基矢匹配率

QKD原始密钥筛选

QKD 误码协商：基于 LDPC 码的协商效率与失败率测试

实现或调用 LDPC 码完成误码协商 · 测试不同初始误码率下的协商效率与失败… · 确定可协商的误码率上限

QKD 隐私放大：Toeplitz 矩阵哈希的实现与压缩比验证

实现基于 Toeplitz 矩阵的隐… · 验证输出密钥长度与理论压缩比一致 · 并测试不同输入误码率下的安全性参数

QKD 后处理流程集成与端到端密钥率核算

将筛选 · 误码估计 · 误码协商和隐私放大串联为完整后处理流…

QKD后处理流程集成

QKD 系统有限码长效应下的安全参数估计

在密钥率计算中引入有限码长修正 · 编写程序计算不同数据块长度下的安全密… · 分析统计涨落对安全参数的影响

QKD系统有限码长效应…

QKD 系统相位随机化不完美对安全性的影响评估

建立光源相位随机化偏差模型 · 计算相位部分随机化对诱骗态估计参数的… · 评估系统所需的最小随机化程度

QKD系统相位随机化不…

QKD 系统源不完美性：多光子脉冲比例与安全密钥率修正

针对弱相干光源的光子数分布 · 计算多光子脉冲比例 · 并在密钥率公式中引入源不完美修正

QKD系统源不完美性

QKD 系统信道损耗与距离关系的外推计算

根据光纤衰减系数和连接损耗 · 建立信道总损耗随距离变化的计算模型 · 外推不同距离下的到达探测器光子数并判…

QKD系统信道损耗

QKD 系统背景光噪声对误码率的贡献分析

在探测模型中引入背景光计数 · 计算不同背景光水平下的量子误码率 · 并确定维持安全密钥率所需的最大背景光…

QKD系统背景光噪声对…

QKD 系统偏振控制模块的自动补偿算法实现

针对偏振编码 QKD · 编写基于误码率反馈的偏振控制算法 · 模拟环境扰动下自动调整偏振片角度并验…

QKD系统偏振控制模块…

QKD 系统时钟同步偏差对时间-bin 编码误码的影响与校正

建立时钟同步偏差模型 · 分析时间-bin 编码 QKD 中同… · 实现基于互相关的时钟偏差估计与校正

QKD 系统探测器后脉冲对密钥率的影响建模

在单光子探测模型中引入后脉冲概率 · 计算后脉冲引起的误码率增量 · 并评估不同后脉冲参数下安全密钥率的变…

QKD系统探测器后脉冲…

QKD 系统波长选择与光纤传输损耗的匹配计算

比较不同工作波长下的光纤衰减和探测器… · 计算各波长组合的密钥率 · 完成 QKD 系统工作波长的选择论证

QKD系统波长选择

QKD 系统偏振编码与相位编码方案对比计算

在相同信道和探测器参数下 · 分别计算偏振编码与相位编码 BB84… · 从系统设计角度对比两种编码方案的适用…

QKD系统偏振编码

QKD 系统诱骗态与无诱骗态方案的密钥率对比验证

在相同光源和信道参数下 · 分别计算无诱骗态和诱骗态 BB84… · 验证诱骗态方案对传输距离的提升效果

QKD系统诱骗态

QKD 系统测量设备无关协议的密钥率计算与参数扫描

实现测量设备无关 QKD 的密钥率公… · 扫描信道损耗和探测器效率 · 分析其相对于 BB84 的安全距离优…

QKD系统测量设备无关…

QKD 系统双场协议的关键参数计算与可行性判断

针对双场 QKD 协议 · 计算对称和非对称配置下的密钥率 · 判断给定系统参数下协议是否可行并给出…

QKD系统双场协议的关…

QKD 系统与经典光通信共纤传输的噪声隔离计算

建立经典光信号拉曼散射噪声模型 · 计算共纤传输时 QKD 探测器端的噪… · 评估波分复用隔离度需求

QKD 系统共纤传输波长分配与滤波方案设计

在共纤传输场景下 · 根据经典信道波长和 QKD 波长计算… · 设计波分复用与窄带滤波组合方案并验证…

QKD系统共纤传输波长…

QKD 网络可信中继节点密钥路由方案实现

构建多节点可信中继 QKD 网络拓扑 · 实现基于密钥池状态的路由选择算法 · 完成端到端密钥分发并统计密钥消耗

QKD网络可信

QKD 网络密钥池管理与密钥消耗调度仿真

模拟多个用户请求下的密钥池生成与消耗… · 实现密钥调度策略 · 分析密钥池水位和请求阻塞率

QKD网络密钥池管理

QKD 系统成码率测试方案设计与数据判读

设计 QKD 系统成码率测试流程 · 明确测试时长 · 数据分段和统计方法

QKD系统成码率测试方…

QKD 系统量子误码率异常定位：分段误码分析

针对 QKD 系统误码率异常 · 编写分段误码统计程序 · 定位误码突增的时间段和基矢组合

QKD系统量子误码率异…

QKD 系统探测器计数异常排查与参数校验

根据探测器计数率 · 暗计数和死时间记录 · 编写诊断脚本判断计数异常来源

QKD系统探测器计数异…

QKD 系统光源强度漂移的监测与告警逻辑实现

实现光源强度监测数据处理逻辑 · 设定漂移告警阈值 · 模拟强度漂移并验证告警触发与恢复流程

QKD系统光源强度漂移…

QKD 系统偏振态制备误差的标定与补偿实验设计

设计偏振态制备误差标定实验 · 编写数据处理程序提取制备偏差 · 并给出补偿电压或角度调整方案

QKD系统偏振态制备误…

QKD 系统相位调制器半波电压漂移的跟踪补偿

建立相位调制器半波电压随温度漂移的模… · 实现基于干涉光强反馈的跟踪补偿算法 · 验证补偿后相位误差范围

QKD系统相位调制器半…

QKD 系统时间数字转换器分辨率对时间-bin 误码的影响

在时间-bin 编码仿真中改变时间数… · 计算时隙测量误差引起的误码率 · 确定满足误码要求的最小分辨率

QKD 系统符合计数窗口宽度优化

针对时间-bin 编码 QKD · 扫描符合计数窗口宽度 · 计算不同窗口下的信号计数与误码率

QKD系统符合计数窗口…

QKD 系统随机数质量对密钥安全性的影响测试

使用不同质量的随机数源生成基矢和诱骗… · 测试密钥率与误码率变化 · 评估随机数偏差对安全性的影响

QKD系统随机数质量对…

QKD 系统后处理吞吐量瓶颈分析与优化

对筛选 · 协商和隐私放大各阶段进行耗时统计 · 定位后处理吞吐量瓶颈

QKD系统后处理吞吐量…

QKD 系统密钥率随温度变化的敏感性分析

建立关键器件参数随温度变化的模型 · 计算温度波动对安全密钥率的影响 · 确定系统正常工作的温度范围

QKD系统密钥率随温度…

QKD 系统长期运行稳定性测试数据采集与分析

设计长期运行测试的数据采集方案 · 编写脚本分析密钥率 · 误码率和探测器计数的时变趋势

QKD系统长期运行稳定…

QKD 系统安全参数配置检查与合规性验证

根据给定安全标准 · 编写配置检查程序验证诱骗态强度 · 误码率阈值和隐私放大压缩比等参数是否…

QKD系统安全参数配置…