[發明專利]一種量子中繼節點虛擬化方法與裝置

有效

• 申請號: 201910820368.5
• 申請日: 2019-09-01
• 公開（公告）號: CN112367124B
• 公開（公告）日: 2022-07-15
• 發明（設計）人: 陳暉
• 申請（專利權）人: 成都量安區塊鏈科技有限公司
• 主分類號: H04B10/70
• 分類號: H04B10/70;H04L9/08
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明公開了一種量子中繼節點虛擬化方法，量子中繼節點和n個相鄰的目標量子節點分別創建共享量子密鑰分組緩存區和虛擬中繼節點狀態緩存區，量子中繼節點與n個相鄰的目標量子節點分別協商并緩存m個共享量子密鑰分組，與n個相鄰的目標量子節點分別協商從緩存區選擇1個共享量子密鑰分組，創建C(n,2)個虛擬節點路由狀態并封裝為虛擬中繼節點狀態，并存放到緩存區同時輸出虛擬中間節點狀態；并根據緩存區的狀態自動產生虛擬中繼節點狀態和輸出。本發明還提供了用于實現上述方法的一種量子中繼節點虛擬化裝置。本發明可以解決量子中繼節點的量子路由并發沖突問題、量子中繼節點的安全管理難度大的問題，具有更好的應用推廣前景。

技術領域

本發明涉及量子網絡的中繼節點及應用技術領域，尤其涉及一種量子中繼節點虛擬化方法與裝置。

背景技術

由于缺少實用的不落地量子通信中繼技術，通常在量子密鑰分發(QKD)網絡中采用量子可信中繼技術。但是，在已公開的量子可信中繼方案中，量子可信中繼存在中繼鏈路并發沖突、延遲較大等瓶頸問題，又因為被中繼的量子密鑰在量子中繼節點落地，安全性基于所有參與可信中繼的量子中繼節點的安全性和可信性。即，一方面，量子中繼節點存在量子中繼鏈路并發沖突、延遲較大等問題，另一方面，量子中繼節點的安全管理難度大。為了解決上述問題，對量子中繼節點功能進行虛擬化或電子化是一個有效的創新解決方案。

發明內容

針對背景技術中量子可信中繼及量子中繼節點的技術缺陷，本發明提供了一種量子中繼節點虛擬化方法與裝置。本發明提供的一種量子中繼節點虛擬化方法，包括：量子中繼節點和n個相鄰的目標量子節點分別創建容量為x個共享量子密鑰分組的第一緩存區（其中，x是大于0的自然數，下同）、容量為y個虛擬中繼節點狀態的第二緩存區（其中，y是大于0的自然數），包括如下步驟：

步驟一：目標網絡中的量子中繼節點與n個相鄰的目標量子節點中的每一個分別協商一定量的共享量子密鑰，把上述一定量的共享量子密鑰預處理為m個共享量子密鑰分組（其中，m是大于0且m不大于x的自然數），量子中繼節點把m個共享量子密鑰分組存放入相應的第一緩存區；

步驟二：量子中繼節點與n個相鄰的目標量子節點中的每一個分別協商從各自的第一緩存區中選擇1個具有一致或相同分組編號的共享量子密鑰分組，上述量子中繼節點把上述n個共享量子密鑰分組處理為C(n,2)個不同的兩個共享量子密鑰分組的組合（其中，C(n,2)是從n個中任意選擇2個的組合數），分別計算每一個組合中的兩個共享量子密鑰分組的的異或值并創建相應的標識（以下把上述異或值記作虛擬節點路由狀態數據，把上述標識記作虛擬節點路由狀態標識，把上述異或值及其相應的標識記作一個虛擬節點路由狀態），為上述C(n,2)個虛擬節點路由狀態創建節點標識（為方便起見，以下把上述C(n,2)個虛擬節點路由狀態及其節點標識記為一個虛擬中繼節點狀態，把上述節點標識記作虛擬中繼節點狀態標識）；或，進一步地，把上述C(n,2)個虛擬節點路由狀態及其節點標識封裝為一個數據文件，并把上述數據文件作為一個虛擬中繼節點狀態；把上述虛擬中繼節點狀態存放入第二緩存區，把上述n個共享量子密鑰分組從第一緩存區中銷毀，轉到步驟三，并行地，如果第一緩存區中的共享量子密鑰分組數量小于門限值，則，轉到步驟一，

步驟三：輸出一個或多個虛擬中繼節點狀態，并把上述一個或多個虛擬中繼節點狀態從第二緩存區中刪除，并行地，如果第二緩存區中的虛擬中繼節點狀態數量小于y，則，轉到步驟二。

可選地，上述方法還包括：異常響應，異常響應包括：如果量子中繼節點狀態異常或者第一緩存區中的共享量子密鑰分組存放時間超過限定時間，則第一緩存區中的共享量子密鑰分組自動銷毀，其中，上述狀態異常包括但不限于以下情況下中的任一種或多種：斷電、重新啟動、設備狀態異常、網絡狀態異常。