[發明專利]量子密鑰分發網絡以及量子密鑰分發方法和裝置

有效

• 申請號: 201911133640.9
• 申請日: 2019-11-19
• 公開（公告）號: CN110808835B
• 公開（公告）日: 2021-06-29
• 發明（設計）人: 郁小松;鄒興裕;趙永利;張杰;張立中;馮斐斐
• 申請（專利權）人: 北京郵電大學;國網寧夏電力有限公司信息通信公司
• 主分類號: H04L9/08
• 分類號: H04L9/08
• 代理公司: 北京風雅頌專利代理有限公司 11403
• 代理人: 李翔

1.一種量子密鑰分發方法，其特征在于，包括：

在由多個可信節點和多個非可信節點構成的網格型網絡中，中央控制器確定從源節點到目的節點的可信中繼路由：中央控制器將所述源節點加入到所述可信中繼路由中作為首節點；對于每次新加入到所述可信中繼路由中的節點，判斷當前加入的節點距離所述目的節點的距離是否小于或等于2跳；若是，將所述目的節點作為所述可信中繼路由的尾節點；否則，從距離該節點小于或等于2跳的可信節點中，選擇距離所述目的節點最近的節點作為下一個加入到所述可信中繼路由中的節點；其中，所述網格型網絡中的每個節點的坐標定義為：(i，j)：i＝0，1......n-1；j＝0，1......n-1；其中，n為網絡中橫、縱排列的節點的個數；兩節點之間的距離定義如公式d[(i₁，j₁)；(i₂，j₂)]＝|i₂-i₁|+|j₂-j₁|所示，單位為跳；

對于所述可信中繼路由中每對距離為2跳的相鄰節點，確定與該對節點相連的非可信節點；

基于所述可信中繼路由以及確定的非可信節點的中繼，實現所述源節點與目的節點間的共享量子密鑰的分發；

其中，所述可信節點均設置有量子密鑰分發QKD發射機、接收機；所述非可信節點均設置有QKD發射機、測量設備無關量子密鑰分發MDI-QKD接收機。

2.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述對于所述可信中繼路由中每對距離為2跳的相鄰節點，確定與該對節點相連的非可信節點，具體包括：

確定出所述可信中繼路由中每對距離為2跳的相鄰節點；

針對確定出的每對節點，確定出與該對節點中的每個節點距離均為1跳的非可信節點。

3.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述基于所述可信中繼路由以及確定的非可信節點的中繼，實現所述源節點與目的節點間的共享量子密鑰的分發，具體包括：

在所述可信中繼路由中的每對相鄰節點間生成共享的量子密鑰；

將與所述源節點共享的量子密鑰，經由所述可信中繼路由的各中繼節點傳遞至所述目的節點時，使用所述可信中繼路由中相鄰節點間生成的共享的量子密鑰進行加密。

4.根據權利要求3所述的方法，其特征在于，所述每對相鄰節點間生成共享的量子密鑰，具體包括：

對于每對距離為1跳的相鄰節點，該對節點通過各自設置的QKD發射機和接收機實現點對點的共享的量子密鑰生成；

對于每對距離為2跳的相鄰節點，該對節點基于MDI-QKD協議通過與該對節點相連的非可信節點的MDI-QKD接收機，實現共享的量子密鑰生成。

5.一種量子密鑰分發網絡，其特征在于，包括：

可信節點，設置有QKD發射機、接收機的；

非可信節點，設置有QKD發射機、MDI-QKD接收機的；

中央控制器，用于確定從源節點到目的節點的可信中繼路由：將所述源節點加入到所述可信中繼路由中作為首節點；對于每次新加入到所述可信中繼路由中的節點，判斷當前加入的節點距離所述目的節點的距離是否小于或等于2跳；若是，將所述目的節點作為所述可信中繼路由的尾節點；否則，從距離該節點小于或等于2跳的可信節點中，選擇距離所述目的節點最近的節點作為下一個加入到所述可信中繼路由中的節點；并對于所述可信中繼路由中每對距離為2跳的相鄰節點，確定與該對節點相連的非可信節點后，通知所述可信中繼路由中各節點以及確定的非可信節點，實現所述源節點與目的節點間的共享量子密鑰的分發；

其中，所述網絡中的每個節點的坐標定義為：(i，j)：i＝0，1......n-1；j＝0，1......n-1；其中，n為網絡中橫、縱排列的節點的個數；兩節點之間的距離定義如公式d[(i₁，j₁)；(i₂，j₂)]＝|i₂-i₁|+|j₂-j₁|所示，單位為跳。