量子密鑰分配終端
一、需求分析
量子計算機快速發展對現有密碼技術構成嚴重威脅,電力行業以適應全球能源互聯網戰略需求為導向,堅持“安全分區、網絡專用、橫向隔離、縱向認證”的原則,發布了《研究應用量子通信技術的決定事項通知》,決定研究應用量子通信技術,實現技術升級換代,確保網絡信息安全。
量子密碼技術運用量子力學的不可克隆與測不準定律,采用單個光子傳輸密碼信息,經由量子信道在合法的用戶之間完成密鑰的分配。與公鑰密碼體制不同,它的安全性基于量子力學的基本物理定律,而不是由計算復雜度保證的,被稱為無條件安全,無法竊聽、不可破譯的安全保密通信手段。
二、工作原理
量子密鑰分配終端是實現量子密碼技術的專用設備。采用國際的法拉第-邁克爾遜(F-m)相位編碼方案,是目前穩定的量子密碼通信解決方案。該設備通過光的量子態特性進行密鑰協商,實現密鑰的安全分配、密鑰管理等功能,并對上層應用提供密鑰讀取接口。設備具有高安全性、高穩定性,是應對復雜光纖鏈路環境下量子密碼通信網絡中的核心設備。
三、功能特點
1、誘騙態BB84密鑰分配技術,線路實時攻擊檢測;
2、直接接入現有光纖通信網,智能化密鑰服務中心;
3、國際的F-M干涉系統,完全免疫線路擾動,無需人工干預。
四、產品參數
| 名稱 | 參數 | 單位 | |
| 選型 | QKD320型 | QKD321型 | / |
| 編碼方式 | 相位編碼 | / | |
| 協議 | 誘騙態BB84協議 | / | |
| 波長 | 1550 | nm | |
| 出發頻率 | 50 | MHz | |
| 傳輸距離 | 80 | km | |
| 平均誤碼率 | ≤2% | / | |
| 安全密鑰生成速率 | ≥3 | ≥9 | kbps |
| 工作穩定 | 0~40 | ℃ | |
| 機箱尺寸 | 482.6 * 177 * 560 | 482.6 * 89 * 560 | mm |
| 電源 | 100~240VAC | 100~240VAC 36~72VDC | / |
| 功耗 | ≤130 | W | |
五、典型應用
1、電力調度指揮系統安全通信:跨省 / 區域電網調度指令保護
①五級調度體系安全互聯:國調 - 網調 - 省調 - 地調 - 縣調間指令傳輸,防止量子計算攻擊下的指令篡改和竊取;
② 實時控制指令加密:對 SCADA 系統 "四遙"(遙測、遙信、遙控、遙調) 數據提供量子級保護;
③骨干網量子加密:在電力調度數據網骨干層部署 GHz 級量子密鑰系統,構建"量子安全骨干環"。
2、變電站安全防護與監控:變電站核心業務保護
①站內自動化系統加密:保護 IEC 61850 協議通信,防止智能變電站控制命令被劫持
②設備監控數據保護:對電力設備狀態監測、繼電保護信號進行量子加密
③遠程運維安全:為變電站無人值守、遠程巡檢提供安全保障
3、新能源并網安全保障:分布式能源聚合安全傳輸
①"聚合 - 接入" 雙階段量子加密:先將分散小水電/光伏數據通過無線量子加密匯聚,再通過光纖量子加密傳輸至調度系統;
②新能源場站監控:保護風電場、光伏電站與調度中心間 AGC/AVC 指令安全,防止 "偽并網" 攻擊。
4、配電網自動化安全升級:配電終端安全加固
①為 FTU (饋線終端)、DTU (數據終端)、TTU (配變終端) 提供量子安全服務;
②通過量子 VPN 實現配網主站與終端間端到端加密,保障故障定位和隔離指令安全。