[發明專利]基于同步隨機數信息庫信息檢索的量子安全通信方法

有效

• 申請號: 201110032310.8
• 申請日: 2011-01-30
• 公開（公告）號: CN102082662A
• 公開（公告）日: 2011-06-01
• 發明（設計）人: 趙勇;趙梅生;原磊;趙波
• 申請（專利權）人: 山東量子科學技術研究院有限公司
• 主分類號: H04L9/08
• 分類號: H04L9/08;G06F17/30
• 代理公司: 濟南圣達知識產權代理有限公司 37221
• 代理人: 張勇

1.基于同步隨機數信息庫信息檢索的量子安全通信方法，其特征在于，該通信方法的實現步驟如下：

1)在量子通信系統的發送端和接收端通過量子通信網絡建立同步隨機數信息庫；

2)在發送端，根據同步隨機數信息庫的數據量確定信息單元個數，同時為信息庫建立信息維護表；

3)在發送端對通信數據進行預處理，得到通信單元；

4)在發送端的信息庫中搜索與預處理后的通信單元相同的信息單元，記錄搜索到的索引通信數據；

5)對索引通信數據進行數據壓縮得到索引壓縮數據，以經典通信方式將其發送到接收端；

6)接收端對接收到的索引壓縮數據進行處理，獲得原始通信數據；

7)檢查更新信息庫，返回步驟2)繼續執行。

2.如權利要求1所述的基于同步隨機數信息庫信息檢索的量子安全通信方法，其特征在于，所述步驟2)中確定信息單元個數的方法如下：設信息劃分的單位長度為n個字節，要使用的信息庫數據量為N個字節，則信息單元分割后，信息庫中共含有大于0且小于等于N/n的最大整數個信息單元；分割后，信息庫中不足單位長度的剩余數據被通信雙方同步丟棄。

3.如權利要求1所述的基于同步隨機數信息庫信息檢索的量子安全通信方法，其特征在于，所述步驟3)中預處理的方法如下：將通信數據劃分為通信單元，通信單元劃分的單位長度等于信息庫信息單元的長度，從通信數據的首地址開始，每一單位長度數據劃分為一個通信單元，同時為每一個通信單元添加一定長度的數據校驗位。

4.如權利要求1所述的基于同步隨機數信息庫信息檢索的量子安全通信方法，其特征在于，所述步驟4)中所述索引通信數據為：對于每一個通信單元，按照搜索規則，從信息庫中搜索與通信單元中除校驗位以外的數據內容相同的信息單元，記錄這個信息單元的索引即信息單元在信息庫中的位置序號，更新信息庫信息維護表，表示此信息單元已被檢索，用索引值替換數據區通信數據，新的通信單元一起按原來順序構成的通信數據，為索引通信數據。

5.如權利要求1所述的基于同步隨機數信息庫信息檢索的量子安全通信方法，其特征在于，所述步驟5)中，壓縮方法如下：將索引通信數據轉化為16進制字符表示，根據其數據特征采用下列步驟進行編碼壓縮：

(1)從當前編碼位置開始，考察最小匹配串長度MAX_LENGTH的未編碼的字符，從與當前編碼位置距離不超過查找距離LRNGD的已編碼的字符中查找最長的匹配字符串MAXSTR，如果匹配串長度len大于等于最小匹配串長度MIN_LENGTH，則進行(2)，否則進行(3)；

(2)輸出指針三元組(flag，off，len)，如三元組的長度大于長為len的字符的長度，則舍棄三元組，進行(3)，否則將當前編碼位置向后移動len個字符，繼續(1)；其中：off為匹配字符串首字符相對當前編碼位置的偏移，flag根據off所需要的實際位數設置不同的值，以標志off的位數；

(3)輸出當前編碼位置的字符c，然后將前編碼位置向后移動1個字符，繼續(1)。

6.如權利要求1所述的基于同步隨機數信息庫信息檢索的量子安全通信方法，其特征在于，所述步驟6)中，對索引壓縮數據的處理過程如下：索引壓縮數據進行解壓縮得到索引通信數據，根據索引通信數據中的通信單元數據區數據獲得信息單元索引，根據索引值到接收端的同步信息庫中找到相應的信息單元，參照通信單元校驗區數據，從而獲得原始通信數據，同時更新信息維護表，表示此信息單元已被檢索。

7.如權利要求1所述的基于同步隨機數信息庫信息檢索的量子安全通信方法，其特征在于，所述步驟7)中更新過程如下：如果信息庫中信息單元的使用率大于設定的門限值，則通信雙方協商按照同一狀態的信息維護表進行信息庫更新，根據信息維護表更新已被檢索的信息單元，同時更新當前狀態的信息維護表。

8.如權利要求4所述的基于同步隨機數信息庫信息檢索的量子安全通信方法，其特征在于，所述搜索規則如下：

從信息庫首地址開始搜索，首先查看信息維護表，只搜索對應維護表上二進制位為1的信息單元，如果找到信息單元，其數據與通信單元數據區中的數據相同，則記錄這個信息單元的索引，停止搜索，同時將信息維護表上對應的二進制位置為0，在校驗區設置校驗位，表示此通信單元的數據區數據為索引數據；

如果搜索失敗，即沒有找到與通信單元數據區數據相同的信息單元，則選擇信息庫中使用的索引值最小的信息單元，將此信息單元與通信單元數據區中的數據進行異或運算，將運算數據替換原數據區數據；在通信單元的數據校驗區相應的數據位中標明此通信單元數據為異或運算數據，同時為此通信單元附加索引區，記錄所使用的信息單元的索引值。