[發明專利]QKD通信節點及其量子密鑰資源遷移方法和裝置

在審

• 申請號: 201911167195.8
• 申請日: 2019-11-25
• 公開（公告）號: CN111147232A
• 公開（公告）日: 2020-05-12
• 發明（設計）人: 趙永利;李書鋒;郁小松;李亞杰;張杰
• 申請（專利權）人: 北京郵電大學
• 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

本發明提供一種QKD通信節點及其量子密鑰資源遷移方法和裝置，所述方法包括：確定本地量子密鑰池中資源剩余和資源欠缺的密鑰存儲空間后，將所述資源剩余的密鑰存儲空間對應的節點作為密鑰遷出節點，所述資源欠缺的密鑰存儲空間對應的節點作為密鑰遷入節點；從所述資源剩余的密鑰存儲空間移出若干量子密鑰后，將移出的量子密鑰復制到所述資源欠缺的密鑰存儲空間，并將移出的量子密鑰加密后發送給所述密鑰遷入節點進行存儲。應用本發明可以將量子密鑰進行遷移，實現網絡中QKD通信節點的量子密鑰池的資源均衡分布。

技術領域

本發明涉及量子密鑰分發技術領域，尤其涉及一種QKD通信節點及其量子密鑰資源遷移方法和裝置。

背景技術

量子密鑰分發(Quantum Key Distribution，QKD)技術是利用量子力學特性來保證通信安全性。它使通信的雙方能夠產生并分享一個隨機的、安全的密鑰，來加密和解密消息，不依賴于對計算復雜度的要求和假設，具有理論上無條件安全的優勢。

在如今的量子密鑰分發網絡中，量子密鑰收發機與網絡節點固定在同一位置構成QKD通信節點；為保證QKD網絡中的QKD通信節點之間及時通信，QKD通信節點會在不需要發送信息時產生量子密鑰，并預留密鑰在量子密鑰池中，并分割量子密鑰池為一個個密鑰空間。然后利用光時分復用技術將密鑰空間切分成多個周期性的時間片，這些時間片可以為多個業務提供周期性的密鑰并進行密鑰更新，便可以實現密鑰池與業務的“一對多”關系。

也就是說，在QKD網絡架構中，一個QKD通信節點可以與多個節點進行通信，亦即與該QKD通信節點成對生成量子密鑰的節點數量可能大于等于1，所以該QKD通信節點中本地的量子密鑰池可分為多個密鑰存儲空間，用于分別存儲與各節點生成的共享的量子密鑰。

然而，QKD通信節點的密鑰生成速率基本不變，長此以往會造成與部分節點的密鑰存儲空間中的密鑰資源遠遠超過當前的需求，以及與部分節點的密鑰存儲空間中的密鑰需求遠遠低于目前的需求。這種密鑰狀態的不均衡會造成網絡性能的下降。

發明內容

有鑒于此，本發明的目的在于提出一種QKD通信節點及其量子密鑰資源遷移方法和裝置，可以將量子密鑰進行遷移，實現網絡中QKD通信節點的量子密鑰池的資源均衡分布。

基于上述目的，本發明提供了一種量子密鑰資源遷移方法，包括：

確定本地量子密鑰池中資源剩余和資源欠缺的密鑰存儲空間后，將所述資源剩余的密鑰存儲空間對應的節點作為密鑰遷出節點，所述資源欠缺的密鑰存儲空間對應的節點作為密鑰遷入節點；

從所述資源剩余的密鑰存儲空間移出若干量子密鑰后，將移出的量子密鑰復制到所述資源欠缺的密鑰存儲空間，并將移出的量子密鑰加密后發送給所述密鑰遷入節點進行存儲。

較佳地，在所述將獲取的量子密鑰加密后發送給所述密鑰遷入節點進行存儲之前，還包括：

分別向所述密鑰遷出、遷入節點發送加密的密鑰遷出、遷入通知；以及

所述將移出的量子密鑰加密后發送給所述密鑰遷入節點進行存儲，具體為：

將移出的量子密鑰使用與所述密鑰遷入節點對應的密鑰存儲空間中的量子密鑰進行加密后發送給所述密鑰遷入節點；

所述密鑰遷入節點在接收到所述密鑰遷入通知后，確定出該密鑰遷入通知的發送節點，并在接收到該節點后續發送的信息后，使用本節點的量子密鑰池中與該密鑰遷入通知的發送節點共享的量子密鑰，對接收的信息進行解密，將解密得到的量子密鑰存儲到與該密鑰遷入通知的發送節點對應的密鑰存儲空間中。

較佳地，在所述分別向所述密鑰遷出、遷入節點發送加密的密鑰遷出、遷入通知之后，還包括：

所述密鑰遷出節點根據接收的所述密鑰遷出通知，從本節點的量子密鑰池中與該密鑰遷出通知的發送節點共享的量子密鑰中剔除若干量子密鑰。