[發(fā)明專利]一種適應(yīng)電力業(yè)務(wù)的量子密鑰自動(dòng)充注方法及系統(tǒng)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201810960449.0
• 申請日: 2018-08-22
• 公開（公告）號: CN109412794B
• 公開（公告）日: 2021-10-22
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 馮寶;劉金鎖;張影;胡倩倩;賈瑋;張平;李洋;呂超;完顏紹澎;卞宇翔;朱雪陽;郭子昕;黃益彬;馬亞妮
• 申請（專利權(quán)）人: 南京南瑞國盾量子技術(shù)有限公司;南京南瑞信息通信科技有限公司;南瑞集團(tuán)有限公司
• 主分類號: H04L9/08
• 分類號: H04L9/08
• 代理公司: 南京縱橫知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 32224
• 代理人: 董建林

1.一種適應(yīng)電力業(yè)務(wù)的量子密鑰自動(dòng)充注方法，其特征是，包括部署于業(yè)務(wù)主站側(cè)的1個(gè)或多個(gè)量子隨機(jī)數(shù)發(fā)生器、量子密鑰充注管理機(jī)和量子安全接入網(wǎng)關(guān)，以及部署于業(yè)務(wù)終端側(cè)的多個(gè)量子Ukey/TF卡，業(yè)務(wù)主站經(jīng)量子安全接入網(wǎng)關(guān)與各業(yè)務(wù)終端連接，每個(gè)量子隨機(jī)數(shù)發(fā)生器分別連接量子密鑰充注管理機(jī)，量子密鑰充注管理機(jī)經(jīng)量子安全接入網(wǎng)關(guān)與各量子Ukey/TF卡連接，方法包括以下步驟：

將量子密鑰劃分為量子認(rèn)證密鑰、量子加密密鑰和量子更新密鑰，量子認(rèn)證密鑰、量子加密密鑰和量子更新密鑰均采用一次一密方式；其中，

量子認(rèn)證密鑰用于通信交互時(shí)的身份認(rèn)證，量子加密密鑰用于通信交互時(shí)數(shù)據(jù)的加解密，量子更新密鑰用于更新量子認(rèn)證密鑰、量子加密密鑰和/或量子更新密鑰時(shí)，對通信交互中新的量子密鑰的加解密；

步驟S1，初始密鑰充注階段：量子密鑰充注管理機(jī)從各量子隨機(jī)數(shù)發(fā)生器獲取量子隨機(jī)數(shù)密鑰，然后將量子隨機(jī)數(shù)密鑰充注到量子Ukey/TF卡作為其初始密鑰，同時(shí)傳送相同量子隨機(jī)數(shù)密鑰至量子安全接入網(wǎng)關(guān)存儲(chǔ)；

步驟2：將量子安全接入網(wǎng)關(guān)和量子Ukey/TF卡中的初始密鑰劃分為量子認(rèn)證密鑰、量子加密密鑰和量子更新密鑰，量子認(rèn)證密鑰、量子加密密鑰和量子更新密鑰均采用一次一密方式；

步驟S3，當(dāng)業(yè)務(wù)終端與業(yè)務(wù)主站之間有業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)交互時(shí)，利用量子Ukey/TF卡、量子安全接入網(wǎng)關(guān)中的量子認(rèn)證密鑰實(shí)現(xiàn)兩者之間的認(rèn)證，認(rèn)證成功后利用量子加密密鑰實(shí)現(xiàn)交互過程中業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)的加解密；

步驟S4，量子密鑰更新階段：利用量子Ukey/TF卡、量子安全接入網(wǎng)關(guān)中的量子認(rèn)證密鑰實(shí)現(xiàn)兩者與量子密鑰充注管理機(jī)之間的認(rèn)證，量子密鑰充注管理機(jī)從各量子隨機(jī)數(shù)發(fā)生器獲取量子隨機(jī)數(shù)密鑰，通過量子安全接入網(wǎng)關(guān)傳送至量子Ukey/TF卡；利用量子安全接入網(wǎng)關(guān)、量子Ukey/TF卡中量子更新密鑰實(shí)現(xiàn)交互過程中量子隨機(jī)數(shù)密鑰的加解密。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種適應(yīng)電力業(yè)務(wù)的量子密鑰自動(dòng)充注方法，其特征是，量子認(rèn)證密鑰采用固定長度，量子更新密鑰和量子加密密鑰的長度根據(jù)需求確定。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種適應(yīng)電力業(yè)務(wù)的量子密鑰自動(dòng)充注方法，其特征是，管理信息類電力業(yè)務(wù)時(shí)，量子隨機(jī)數(shù)發(fā)生器為兩臺(tái)及以上；生產(chǎn)控制類電力業(yè)務(wù)時(shí)，量子隨機(jī)數(shù)發(fā)生器為三臺(tái)及以上。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種適應(yīng)電力業(yè)務(wù)的量子密鑰自動(dòng)充注方法，其特征是，在初始密鑰充注階段，量子密鑰充注管理機(jī)通過USB口/TF卡槽與量子Ukey/TF卡臨時(shí)性直連，完成量子Ukey/TF卡初始密鑰充注。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種適應(yīng)電力業(yè)務(wù)的量子密鑰自動(dòng)充注方法，其特征是，量子認(rèn)證密鑰采用固定長度，量子更新密鑰和量子加密密鑰根據(jù)接入電力業(yè)務(wù)的類型確定，對于電力生產(chǎn)控制類業(yè)務(wù)，量子更新密鑰量遠(yuǎn)大于量子加密密鑰量；對于電力管理信息類業(yè)務(wù)，量子加密密鑰量遠(yuǎn)大于量子更新密鑰量。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種適應(yīng)電力業(yè)務(wù)的量子密鑰自動(dòng)充注方法，其特征是，當(dāng)業(yè)務(wù)流量大時(shí)，將量子更新密鑰放大若干倍。

7.一種適應(yīng)電力業(yè)務(wù)的量子密鑰自動(dòng)充注系統(tǒng)，其特征是，包括部署于業(yè)務(wù)主站側(cè)的1個(gè)或多個(gè)量子隨機(jī)數(shù)發(fā)生器、量子密鑰充注管理機(jī)和量子安全接入網(wǎng)關(guān)，以及部署于業(yè)務(wù)終端側(cè)的多個(gè)量子Ukey/TF卡，業(yè)務(wù)主站經(jīng)量子安全接入網(wǎng)關(guān)與各業(yè)務(wù)終端連接，每個(gè)量子隨機(jī)數(shù)發(fā)生器分別連接量子密鑰充注管理機(jī)，量子密鑰充注管理機(jī)經(jīng)量子安全接入網(wǎng)關(guān)與各量子Ukey/TF卡連接，

量子密鑰劃分為量子認(rèn)證密鑰、量子加密密鑰和量子更新密鑰，量子認(rèn)證密鑰、量子加密密鑰和量子更新密鑰均采用一次一密方式；其中，

量子認(rèn)證密鑰用于通信交互時(shí)的身份認(rèn)證，量子加密密鑰用于通信交互時(shí)數(shù)據(jù)的加解密，量子更新密鑰用于更新量子認(rèn)證密鑰、量子加密密鑰和/或量子更新密鑰時(shí)，對通信交互中新的量子密鑰的加解密；

系統(tǒng)工作過程包括初始密鑰充注階段、業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)交互階段和量子密鑰更新階段；

初始密鑰充注階段：量子密鑰充注管理機(jī)從各量子隨機(jī)數(shù)發(fā)生器獲取量子隨機(jī)數(shù)密鑰，然后將量子隨機(jī)數(shù)密鑰充注到量子Ukey/TF卡作為其初始密鑰，同時(shí)傳送相同量子隨機(jī)數(shù)密鑰至量子安全接入網(wǎng)關(guān)存儲(chǔ)；

將量子安全接入網(wǎng)關(guān)和量子Ukey/TF卡中的初始密鑰劃分為量子認(rèn)證密鑰、量子加密密鑰和量子更新密鑰，量子認(rèn)證密鑰、量子加密密鑰和量子更新密鑰均采用一次一密方式；

業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)交互階段：當(dāng)業(yè)務(wù)終端與業(yè)務(wù)主站之間有業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)交互時(shí)，利用量子Ukey/TF卡、量子安全接入網(wǎng)關(guān)中的量子認(rèn)證密鑰實(shí)現(xiàn)兩者之間的認(rèn)證，認(rèn)證成功后利用量子加密密鑰實(shí)現(xiàn)交互過程中業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)的加解密；

量子密鑰更新階段：利用量子Ukey/TF卡、量子安全接入網(wǎng)關(guān)中的量子認(rèn)證密鑰實(shí)現(xiàn)兩者與量子密鑰充注管理機(jī)之間的認(rèn)證，量子密鑰充注管理機(jī)從各量子隨機(jī)數(shù)發(fā)生器獲取量子隨機(jī)數(shù)密鑰，通過量子安全接入網(wǎng)關(guān)傳送至量子Ukey/TF卡；利用量子安全接入網(wǎng)關(guān)、量子Ukey/TF卡中量子更新密鑰實(shí)現(xiàn)交互過程中量子隨機(jī)數(shù)密鑰的加解密。