[發(fā)明專利]一種面向量子密鑰分發(fā)網(wǎng)絡(luò)的量子組密鑰協(xié)商方法

有效

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• 申請日: 2018-09-14
• 公開（公告）號: CN109194471B
• 公開（公告）日: 2021-09-07
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 徐雅斌;孫秋天;李艷平
• 申請（專利權(quán)）人: 北京信息科技大學(xué)
• 主分類號: H04L9/08
• 分類號: H04L9/08
• 代理公司: 北京高沃律師事務(wù)所 11569
• 代理人: 程華

本發(fā)明公開了一種面向量子密鑰分發(fā)網(wǎng)絡(luò)的量子組密鑰協(xié)商方法。該協(xié)商方法包括：用戶層向組密鑰服務(wù)需求層提出組密鑰服務(wù)申請；組密鑰服務(wù)需求層接收用戶層提出的組密鑰服務(wù)申請，并向組密鑰服務(wù)提供層提出組密鑰服務(wù)申請；組密鑰服務(wù)提供層選擇滿足條件的量子密鑰分發(fā)設(shè)備協(xié)商得到組密鑰，并將得到的組密鑰加密后分發(fā)給組密鑰服務(wù)需求層；組密鑰服務(wù)需求層將組密鑰分發(fā)給用戶層；用戶層采用所述密鑰塊對通信群組進行通信加密，并將加密后的數(shù)據(jù)分發(fā)給所述用戶層的對應(yīng)用戶。該發(fā)明能簡單、高效地完成組密鑰的協(xié)商。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及密鑰協(xié)商技術(shù)領(lǐng)域，特別是一種面向量子密鑰分發(fā)網(wǎng)絡(luò)的量子組密鑰協(xié)商方法。

背景技術(shù)

多用戶的組播通信如視頻會議等，在現(xiàn)實生活中具有實際應(yīng)用價值。隨著量子通信的不斷發(fā)展，量子加密的安全性得到肯定，基于量子加密的多用戶的組播通信得到重視。而組密鑰的協(xié)商問題是考慮組播通信中的重要問題，所以設(shè)計高效的量子組密鑰協(xié)商方案具有重要的現(xiàn)實意義。

現(xiàn)有技術(shù)中存在兩層分布子組式方案，使用戶層和組密鑰提供層進行邏輯上的分離，應(yīng)用層負責(zé)提出服務(wù)申請，密鑰提供層負責(zé)協(xié)商出組密鑰，但當密鑰提供層的量子密鑰分發(fā)設(shè)備QKD(QuantumKey Distributor)的節(jié)點數(shù)規(guī)模的增加，密鑰提供層不能簡單、快速地完成組密鑰GK(groupkey)的協(xié)商，且分發(fā)階段過程復(fù)雜，成員的加入離開都將浪費大部分量子組密鑰。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供了一種面向量子密鑰分發(fā)網(wǎng)絡(luò)的量子組密鑰協(xié)商方法，能簡單、高效地完成組密鑰的協(xié)商。

為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了如下方案：

一種面向量子密鑰分發(fā)網(wǎng)絡(luò)的量子組密鑰協(xié)商方法，包括：

用戶層向所述組密鑰服務(wù)需求層提出組密鑰服務(wù)申請；

所述組密鑰服務(wù)需求層接收所述用戶層提出的組密鑰服務(wù)申請，并向所述組密鑰服務(wù)提供層提出所述組密鑰服務(wù)申請；

所述組密鑰服務(wù)提供層選擇滿足條件的量子密鑰分發(fā)設(shè)備協(xié)商得到組密鑰，并將得到的組密鑰加密后分發(fā)給所述組密鑰服務(wù)需求層；

所述組密鑰服務(wù)需求層將所述組密鑰分發(fā)給用戶層；所述組密鑰包括多塊等同大小的密鑰塊，所述組密鑰服務(wù)需求層每次僅向所述用戶層發(fā)送一塊固定大小的密鑰塊；

所述用戶層采用所述密鑰塊對通信群組進行通信加密，并將加密后的數(shù)據(jù)分發(fā)給所述用戶層的對應(yīng)用戶；所述通信群組中通信成員發(fā)生數(shù)量變動時，所述組密鑰需要重新進行分配，用戶當前擁有的密鑰塊會自動刪除，所述用戶層重新向所述組密鑰服務(wù)需求層提出組密鑰服務(wù)申請。

可選的，所述組密鑰服務(wù)提供層選擇滿足條件的量子密鑰分發(fā)設(shè)備協(xié)商得到組密鑰，并將得到的組密鑰加密后分發(fā)給所述組密鑰服務(wù)需求層，具體包括：

所述組密鑰服務(wù)提供層接收到組密鑰服務(wù)申請后，通過服務(wù)節(jié)點選址算法計算出滿足條件的量子密鑰分發(fā)設(shè)備的個數(shù)p(p＝k)及位置，由選中的量子密鑰分發(fā)設(shè)備協(xié)商出組密鑰，并將得到的組密鑰加密后分發(fā)給所述組密鑰服務(wù)需求層，所述組密鑰服務(wù)需求層接收到后用相同的量子密鑰進行解密得到組密鑰；所述組密鑰服務(wù)需求層中的各個量子密鑰分發(fā)設(shè)備將所需的組密鑰存儲在各自的緩存池中，所述組密鑰緩存池有4個分區(qū)，存儲不同通信組的組密鑰，同一時間段將不同的通信組的組密鑰存儲在相應(yīng)的緩存分區(qū)中，所述組密鑰服務(wù)需求層由接收所述用戶層組密鑰服務(wù)申請的量子密鑰分發(fā)設(shè)備組成；所述組密鑰服務(wù)提供層由接收所述組密鑰服務(wù)需求層提出的組密鑰服務(wù)申請的量子密鑰分發(fā)設(shè)備組成。

可選的，所述組密鑰服務(wù)需求層將所述組密鑰分發(fā)給用戶層，具體包括：