[實用新型]一種小型化電力專用量子加密一體化裝置

有效

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• 申請日: 2019-02-12
• 公開（公告）號: CN209390080U
• 公開（公告）日: 2019-09-13
• 發(fā)明（設計）人: 呂超;馮寶;劉金鎖;朱雪陽;張影;賈瑋;胡倩倩;馬亞妮;完顏紹澎;卞宇翔
• 申請（專利權）人: 南京南瑞國盾量子技術有限公司;南京南瑞信息通信科技有限公司;南瑞集團有限公司
• 主分類號: H04L9/08
• 分類號: H04L9/08;H04B10/70
• 代理公司: 南京縱橫知識產(chǎn)權代理有限公司 32224
• 代理人: 董建林

本實用新型公開了一種小型化電力專用量子加密一體化裝置，包括機殼以及設置在機殼內(nèi)的電源模塊、量子密鑰生成模塊、量子密鑰管理模塊和數(shù)據(jù)加解密模塊；電源模塊為量子密鑰生成模塊、量子密鑰管理模塊和數(shù)據(jù)加解密模塊供電，量子密鑰生成模塊和數(shù)據(jù)加解密模塊均與量子密鑰管理模塊通信連接，量子密鑰生成模塊上連接有伸出機殼的光纖接口和以太網(wǎng)接口，量子密鑰管理模塊上連接有伸出機殼的以太網(wǎng)接口，數(shù)據(jù)加解密模塊上連接有伸出機殼的以太網(wǎng)接口、調(diào)試串口和USB接口，電源模塊上連接有伸出機殼的電源接口。本實用新型將量子密鑰生成、量子密鑰管理、數(shù)據(jù)加解密三個模塊設計在一個機殼內(nèi)，實現(xiàn)了小型化、一體化，降低了成本。

技術領域

本實用新型涉及一種小型化電力專用量子加密一體化裝置，屬于電力量子保密通信領域。

背景技術

隨著智能電網(wǎng)建設的逐步推進，密碼技術在智能電網(wǎng)業(yè)務系統(tǒng)中得到了廣泛應用，在調(diào)度自動化、用電信息采集等業(yè)務系統(tǒng)安全防護中發(fā)揮了重要作用。目前，電力各領域使用的密碼體系一般使用非對稱加密算法進行會話密鑰協(xié)商，然后使用對稱加密算法進行業(yè)務數(shù)據(jù)加解密。但是非對稱密碼體制只提供了計算安全性，不能保證無條件安全性；在目前的計算機能力不斷發(fā)展的條件下，出現(xiàn)了可以在較短的時間內(nèi)破譯現(xiàn)有密碼的方案，尤其是量子計算機的出現(xiàn)，將運算速度提高幾個數(shù)量級，使得目前應用廣泛的密碼體制無法抵抗量子計算的窮舉攻擊，這不僅對電力系統(tǒng)的信息安全構成了很大威脅，也給經(jīng)典密碼體制帶來嚴峻挑戰(zhàn)。

量子密鑰分發(fā)技術是近幾年來新出現(xiàn)的一種新型通信加密手段，利用單光子水平上的量子態(tài)編碼信息，通信雙方可以共享大量的隨機密鑰。由于在物理原理上單光子不可分割，量子態(tài)不可克隆，因此量子密鑰分發(fā)在物理原理上是不可竊聽的，具有理論上的絕對安全性。量子密鑰分配為大規(guī)模網(wǎng)絡中應用不可破譯的“One Time Pad”（一次一密，OTP）方式加密數(shù)據(jù)創(chuàng)造了可能性。

目前量子保密通信技術已經(jīng)在電力領域開展了試點應用，現(xiàn)有公開的技術方案中，量子密鑰生成設備、量子密鑰管理設備、數(shù)據(jù)加解密設備通常都是三個獨立的裝置，三個裝置之間通信存在安全風險；且體積較大，每個裝置一般為2U—4U高度的機架式尺寸，加上各設備之間通信所需的其他網(wǎng)絡設備，一套量子保密通信系統(tǒng)的裝置需要占用一整個機柜，導致了設備體積大、成本高、安裝工作量大，施工調(diào)試不便捷等問題，制約了量子保密通信系統(tǒng)在電力領域的推廣使用。

實用新型內(nèi)容

本實用新型提供了一種小型化電力專用量子加密一體化裝置，解決了現(xiàn)有整套量子保密通信系統(tǒng)存在的問題。

為了解決上述技術問題，本實用新型所采用的技術方案是：

一種小型化電力專用量子加密一體化裝置，包括機殼以及設置在機殼內(nèi)的電源模塊、量子密鑰生成模塊、量子密鑰管理模塊和數(shù)據(jù)加解密模塊；電源模塊為量子密鑰生成模塊、量子密鑰管理模塊和數(shù)據(jù)加解密模塊供電，量子密鑰生成模塊和數(shù)據(jù)加解密模塊均與量子密鑰管理模塊通信連接，量子密鑰生成模塊上連接有伸出機殼的光纖接口和以太網(wǎng)接口，量子密鑰管理模塊上連接有伸出機殼的以太網(wǎng)接口，數(shù)據(jù)加解密模塊上連接有伸出機殼的以太網(wǎng)接口、調(diào)試串口和USB接口，電源模塊上連接有伸出機殼的電源接口。

機殼內(nèi)設置有總線，總線包括電源總線和數(shù)據(jù)總線，電源模塊、量子密鑰生成模塊、量子密鑰管理模塊和數(shù)據(jù)加解密模塊均連接電源總線，量子密鑰生成模塊、量子密鑰管理模塊和數(shù)據(jù)加解密模塊均連接數(shù)據(jù)總線。

總線固定在位于機殼內(nèi)腔中部的固定板上，量子密鑰生成模塊、量子密鑰管理模塊和數(shù)據(jù)加解密模塊位于固定板前方的空腔內(nèi)，電源模塊位于固定板后方的空腔內(nèi)。

固定板的前側面和后側門均設置有散熱片，散熱片上方的機殼上設置有熱風扇。

以太網(wǎng)接口采用RealtekRTL8208的PHY芯片與所在模塊的CPU連接。

數(shù)據(jù)加解密模塊中使用電力專用密碼卡進行加解密運算，密碼卡通過PCI-E接口與數(shù)據(jù)加解密模塊的CPU連接。