[發明專利]一種用于實現量子通信服務區塊鏈的方法

有效

• 申請號: 201811478116.0
• 申請日: 2018-12-05
• 公開（公告）號: CN111277404B
• 公開（公告）日: 2022-12-09
• 發明（設計）人: 不公告發明人
• 申請（專利權）人: 杭州希戈科技有限公司
• 主分類號: H04L9/08
• 分類號: H04L9/08
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

為了解決量子通信網絡規模應用技術難題，本發明公開了一種用于實現量子通信服務區塊鏈的方法，其特征在于，選擇加入區塊鏈的量子中繼節點、記賬節點和服務節點，多個量子中繼節點把其中繼狀態發送給記賬節點，服務節點保存其與每一個相鄰量子中繼節點之間的共享量子密鑰及其密鑰標識，記賬節點記錄多個量子中繼節點的中繼狀態并形成中繼狀態區塊，中繼狀態區塊按時間順序連接成為中繼狀態區塊鏈，服務節點基于中繼狀態區塊提供密鑰服務。采用本發明方法進行量子通信服務不需要實時協調QKD鏈路，無性能瓶頸；可降低對節點可信性的要求，降低量子節點的安全管理風險，安全性和效率都更高，用戶體驗更好，具有更好的應用推廣前景。

技術領域

本發明涉及量子通信網絡和區塊鏈技術領域，尤其涉及一種用于實現量子通信服務區塊鏈的方法。

背景技術

由于量子信號不能克隆和放大，因此，遠距離量子通信（目前，主要是量子密鑰分發(QKD)）需要進行落地轉發。通常在量子密鑰分發網絡中采用量子密鑰可信中繼技術。在已公開的量子密鑰可信中繼方案中，被中繼的密鑰在中繼節點落地，安全性基于所有參與中繼的量子節點的可信性，因此這種中繼節點被叫做可信中繼節點。在一條量子密鑰中繼鏈路上，鏈路兩端的節點分別稱為源節點和宿節點，鏈路中間的節點稱為中繼節點?？尚胖欣^是一種通用的技術，也是目前組建QKD網絡的首選方案。但是，目前公開的可信中繼方案都存在量子鏈路并發沖突的性能瓶頸、延遲較大、量子密鑰中繼的帶寬較低和節點的可信性管理難題等局限性。實際上，量子通信與區塊鏈結合可為解決上述問題提供高效的解決方案，但是，公開的相關技術方案依然依賴量子可信中繼節點的可信性，沒有完全解決節點的可信性管理問題。基于量子通信網絡構建量子通信服務區塊鏈可大幅度提升量子中繼效率和量子安全服務接入規模，具有良好的應用前景和市場空間。

發明內容

針對背景技術中量子密鑰可信中繼技術的缺陷，本發明公開了一種用于實現量子通信服務區塊鏈的方法，其特征在于，包括如下步驟：(1) 選擇通過量子通信鏈路連通的多個量子中繼節點，選擇至少一個節點作為記賬節點，選擇至少一個節點作為服務節點，(2)在創建中繼狀態區塊的時間窗口內，多個量子中繼節點把其中繼狀態發送給記賬節點，服務節點保存其與每一個相鄰量子中繼節點之間的共享量子密鑰及其密鑰標識，記賬節點記錄多個量子中繼節點的中繼狀態并形成中繼狀態區塊。

進一步的，上述選擇量子中繼節點的方法包括但不限于：根據接入條件選擇或部署在量子通信網絡中主要發揮量子中繼功能的量子中繼節點，并對所述量子中繼節點系統進行狀態初始化。

進一步的，上述選擇記賬節點的方法包括但不限于：由節點投票產生和由網絡管控中心指定產生，并對被選定的記賬節點系統進行狀態初始化，多個記賬節點根據共識機制進行競爭記賬或輪流記賬。

進一步的，上述中繼狀態的內容包括但不限于：量子中繼節點與任意兩個相鄰量子節點之間的共享量子密鑰的異或值、中繼狀態標識和中繼狀態標識的數字簽名，其中所述中繼狀態標識的內容包括但不限于區塊編號、異或值的Hash值、量子中繼節點ID、量子中繼節點的上一個節點ID及下一個節點的ID。

進一步的，上述量子中繼節點把其中繼狀態發送給記賬節點的方法包括但不限于：明文發送和加密發送。

進一步的，上述中繼狀態區塊包括但不限于：所有服務節點都可以訪問的中繼狀態區塊、只有被授權的服務節點才可以訪問的中繼狀態區塊和只在兩個服務節點之間共享的中繼狀態區塊。

進一步的，上述密鑰標識的內容包括但不限于：相鄰節點的ID和區塊編號。

進一步的，上述服務節點基于中繼狀態區塊提供量子密鑰分發服務，其包括但不限于：為任意兩個或多個量子通信節點提供密鑰服務和為任意兩個或多個應用終端提供密鑰服務。

進一步的，上述接入條件包括但不限于：量子中繼節點系統具有用戶不可見的用于數字簽名的私鑰、具有實時監控裝置、具有防拆解保護措施、能夠通過系統安全性測評。