摘 要：电力信息数据的安全严重影响着整个电网的安全运行，为了保证信息在传输中的安全，需要一种严格的加密方式加以保护。随着计算机能力的不断提升，传统加密方式已经难以满足目前的信息加密需求，因此量子通信技术应运而生。下面本文对电力信息系统保密传输的相关内容进行分析，进而提出量子通信技术在其中的具体应用，以供参考。
关键词：量子通信技术；电力信息系统；保密传输；运用
前 言：
随着电力行业的快速发展，目前的电力系统与信息和通信系统已经逐渐融合为一种高度集成的复杂系统。而随着电力系统的规模在不断扩大，因此各项业务的发展逐渐依赖于信息化传输，但是信息化具有开放性的特点，导致信息在传输中极易受到各种因素的影响，导致其安全性受到严重威胁。随着量子通信技术的逐渐融入和应用，在迄今为止被唯一得到证明的高安全性能的通信技术，因此将量子通信技术融入在电力信息传输过程中，能够为电力信息的安全性做出极高的保障。
1、量子通信技术加密原理分析
量子信息技术是后摩尔时代的新技术，它将在人类社会的发展中发挥极其重要的作用。经过20多年的研究，量子密码技术已成为最接近实际应用的量子信息技术[1]。其中量子密钥分配是量子密码技术的重要基础，其利用量子力学的相关原理，可以是通信的双方具有安全密钥，结合一次一密的加密技术，实现无条件的安全保密通信。对于量子密码通信而言，其网络层级结构分为三层，具体如下。
（1）量子密钥分配层。该层次主要是由量子路由交换设备和量子密钥分配设备组合而成，可以在各个用户之间实现量子密钥的合理分配。
（2）量子密钥管理与服务层。该层次主要是以管理密钥为基础，对用户提供全面的密钥服务。
（3）量子密钥应用层。该层次主要是由各级密码的应用设备所组成，如VPN或者加密机等，这些设备所使用的密钥由量子密钥管理与服务层提供，进而实现信息加密工作，保障通信的安全性。在量子密码通信网络中，需要在各个通信节点中设置量子密钥分配设备，以此来保证各个节点的通信要求。但是由于各个节点之间的连接线路较为复杂，因此为了保证密钥分配设备能够顺利进行工作，需要结合实际的情况设置参数，参数需要随着线路的变化而变化，并且在设备的使用期间需要在现场进行调式与配置，并且设备在出厂之前也需要进行科学的参数配置。同时在使用期间，如果网络的线路环境发生变化，也需要重新调整实际参数。
在量子加密系统应用中，需要两种信道的支持，一种是业务数据传输的经典信道，另一种为量子密钥传输的单独信道。通信的双方可以对发送和接收到的单光子状态进行判断，并通过不同状态对应0或者1的转换关系，协商得到所需要的二进制码，即为密钥。单光子状态发送属于随机形式，在传输中具有高度的安全性，不能被窃取或者复制，最终双方会获得相同的随机二进制码。然后结合量子加密机将原来的数据与密钥实施“一次一密”的加密方式，并且加密之后经过发送机在原来的信道上进行信息的传输，因此双方只需要利用相同的密钥进行解密即可，其具体的加密原理如图一所示。
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图一：量子加密系统图示
2、量子通信技术在电力信息系统保密传输的具体应用
2.1场景介绍
在电力信息系统中能够将量子通信技术应用到其中，可以实现在电力信息传输系统中的信息数据高度保护。首先需要对电力行业中电网的生产业务实施数据的加密传输，进而对电网生产做出安全保护，另外由于电网安控、调度电话和自动化等都属于电力安全生产的重要基础，因此需要对其信息的安全保护工作进行全面强化。结合量子通信技术来将保护电力调度数据网和配网自动化等方面，可以全面的实现电力生产信息的安全传输[2]。另外对于电力系统的管理信息而言，其人力资源信息、办公系统以及邮件系统等都有着极其敏感的数据，对于电网的稳定运行也有着极其重要的作用，如果一旦信息发生泄漏，极其容易使整个电网系统面临着危险。因此利用量子加密技术能够有效的保护数据安全。最后电力数据的相关信息设备是保证电网信息安全的最后防线，如果在实际运用中由于人为或者一些客观因素导致其电力数据出现瘫痪的问题，这些信息数据设备就有着其独特的作用，其能够及时的保证电力系统的正常运行。
2.2电力系统量子通信网规划
（1）结合量子科学实验卫星，建立远距离的量子通信互联网。结合目前我国对于量子卫星地面接收站情况而言，可以选择河北和新疆地界的相关区域进行跨省试验点，实现东西部的电力信息传输，同时可以作为东西部其他城域的网络接入点。另外可以结合我国的“京沪干线”来实现电力系统主干线的介入，以此来完成南北互通的网络模式，以量子通信的方式介入，实现干线到各个点的扩散与延长。
（2）前期可以在一些重点城市实施量子通信网络的建立，并且可以对于一些电力行业重点任务进行保护和验证，以此为后续的量子通信在电力行业广泛应用提供试点基础。在进行量子通信实验网建立期间需要考虑到法律与政治方面的原因，具体可以选择北京、上海等地区，建立全面的量子通信网络。
2.3物理架构实施
在量子密钥传输中需要建立一条专用的光纤信道，由于技术的限制因此该信道所拥有的要求较为严格。首先必须是裸纤传输形式支持，即在传输光纤的应用中不得经过放大器、光交换以及路由器等设备，只能结合物理的跳接方式进行，因此需要在应用量子通信技术过程中，需要对其信道是否存在纤芯资源加以关注。另外单站点之间的光纤距离需要在80km左右，总的损耗量在20dB以内，如果距离超出该范围，则会导致密钥损耗过大，因此在远距离传输中，必须要实施中继中转技术，保证其接收端与发送端能够生成相同的加密密钥和解密密钥。
结 语：
综上所述，对于电力信息系统的信息传输而言，需要结合量子通信技术的相关优势来进行高质量性和高安全性的信息传输，以此来保障电力信息系统的安全性，为人们提供更高质量的电力服务。
参考文献：
[1]刘颖,周大鹏,冉冉,丁一,王飞.量子通信技术在电力信息系统保密传输中的应用[J].中国新通信,2019,21(11):92.
[2]唐建军,李俊杰,张成良,丛煜华,龚浩敏.开放型量子保密通信系统架构及共纤传输技术研究与实验[J].电信科学,2018,34(09):28-36.