[發明專利]基于藍牙和量子加密技術實現移動終端信息安全傳輸方法

在審

• 申請號: 202010810517.2
• 申請日: 2020-08-13
• 公開（公告）號: CN112040464A
• 公開（公告）日: 2020-12-04
• 發明（設計）人: 朱德新;周成;宋立軍
• 申請（專利權）人: 長春大學
• 主分類號: H04W4/80
• 分類號: H04W4/80;H04W12/00;H04W12/04;H04L9/08
• 代理公司: 長春市吉利專利事務所(普通合伙) 22206
• 代理人: 王楠楠;李曉莉

1.基于藍牙和量子加密技術實現移動終端信息安全傳輸方法，其特征在于，該方法的載體包括通信應用服務器、中轉服務器和移動終端，其中：通信應用服務器通過局域網連接多個中轉服務器；中轉服務器能夠以藍牙方式與移動終端進行通信連接，且每個中轉服務器同一時間只與一個移動終端通信連接；

所述通信應用服務器包括量子密鑰池模塊、移動終端信息管理模塊、移動終端量子密鑰管理模塊和中繼模塊，量子密鑰池模塊用于存儲量子密鑰，量子密鑰保存在本地的mysql數據庫的keypool表中；移動終端信息管理模塊用于管控已注冊的移動終端的移動終端唯一標識和用戶名，并將所述移動終端唯一標識和用戶名寫入本地的mysql數據庫的mobile_identity表中；移動終端量子密鑰管理模塊用于管理移動終端所獲取的量子密鑰，移動終端所獲取的量子密鑰與移動終端唯一標識一一對應，且對應關系保存在mysql數據庫的mobile_key表中；中繼模塊用于通過量子密鑰對其待傳送的信息進行加密或對其所接收的信息進行解密；

所述中轉服務器內部包含有藍牙模塊、量子密鑰讀取模塊和量子密鑰發送模塊；藍牙模塊用于與移動終端建立藍牙連接；量子密鑰讀取模塊用于通過經典網絡，從通信應用服務器的量子密鑰池模塊中讀取量子密鑰；量子密鑰發送模塊用于通過藍牙技術將量子密鑰讀取模塊所讀取的量子密鑰發送至移動終端；

所述移動終端內部包含有注冊模塊、通信模塊和量子密鑰保存模塊，注冊模塊用于向通信應用服務器發送注冊請求，并在通過請求后將本機的移動終端唯一標識和用戶名傳送給通信應用服務器完成移動終端注冊；通信模塊用于通過量子密鑰對其待傳送的信息進行加密或對其所接收的信息進行解密；量子密鑰保存模塊用于接收中轉服務器中的量子密鑰發送模塊向其發送的量子密鑰，并將量子密鑰保存在移動終端sqlite數據庫的key表中；

具體移動終端信息安全傳輸方法包括如下步驟：

S1：待進行信息傳輸的兩個移動終端各自通過本機的量子密鑰保存模塊獲取量子密鑰，其中，作為信息發送方的移動終端稱為第一移動終端，作為信息接收方的移動終端稱為第二移動終端；

S2：第一移動終端啟動通信模塊，由通信模塊通過量子密鑰對待傳輸的明文信息加密，得到密文信息；

S3：第一移動終端將本機的移動終端唯一標識、所述密文信息以及第二移動終端的用戶名通過中轉服務器發送給通信應用服務器，同時第一移動終端刪除本端使用過的量子密鑰；

S4：通信應用服務器接收第一移動終端向其發送的移動終端唯一標識、密文信息以及第二移動終端的用戶名，通信應用服務器啟動中繼模塊，中繼模塊根據第一移動終端的移動終端唯一標識，在mysql數據庫的mobile_key表中取出相對應的量子密鑰，解密第一移動終端發送來的密文信息，得到明文信息；同時中繼模塊根據第二移動終端的用戶名，從mysql數據庫的mobile_identity表中找出第二移動終端的移動終端唯一標識，并根據第二移動終端的移動終端唯一標識，在mysql數據庫的mobile_key表中取出第二移動終端相對應的量子密鑰，對解密得到的明文信息再次加密，得到密文信息；

S5：通信應用服務器啟動移動端量子密鑰管理模塊，刪除使用過的量子密鑰；

S6：通信應用服務器中的中繼模塊將經步驟S4處理得到密文信息通過中轉服務器發送到第二移動終端；

S7：第二移動終端啟動通信模塊，接收所述密文信息，利用本端量子密鑰解密密文信息，得到明文信息，同時刪除本端使用過的量子密鑰，完成一次信息傳輸。

2.根據權利要求1所述的基于藍牙和量子加密技術實現移動終端信息安全傳輸方法，其特征在于，移動終端注冊流程如下：

S1：移動終端開啟藍牙功能，并與中轉服務器通過藍牙方式建立通信連接；

S2：移動終端啟動注冊模塊，由注冊模向中轉服務器發送本機的移動終端唯一標識和用戶名；

S3：中轉服務器接收移動端唯一標識和用戶名，并將所述移動端唯一標識和用戶名發送給通信應用服務器；

S4：通信應用服務器查看本地mysql數據庫的mobile_identity表，查找表中是否存在該移動端唯一標識和用戶名，如果存在，返回已注冊；否則，將該移動端唯一標識和用戶名保存在mobile_identity表中，返回注冊成功。

3.根據權利要求1所述的基于藍牙和量子加密技術實現移動終端信息安全傳輸方法，其特征在于，移動終端獲取量子密鑰的過程如下：

S1：移動終端啟動藍牙功能，并與中轉服務器通過藍牙方式建立通信連接；

S2：移動終端啟動量子密鑰保存模塊，通過藍牙通信技術，向中轉服務器發出讀取量子密鑰的命令，同時發送本機的移動終端唯一標識和用戶名；

S3：中轉服務器收到讀取量子密鑰的命令，及所述移動終端唯一標識和用戶名后，啟動量子密鑰讀取模塊，通過局域網向通信應用服務器發送讀取量子密鑰的命令，同時發送與其匹配連接的移動終端的移動端唯一標識及用戶名；

S4：通信應用服務器接收移動端唯一標識，并啟動移動終端信息管理模塊，查看mysql數據庫的mobile_identity表中是否存在該移動端唯一標識，如果不存在，則返回移動終端，提示需注冊；存在則轉至步驟S5；

S5：通信應用服務器啟動量子密鑰池模塊，量子密鑰池模塊從mysql數據庫的keypool表中，以1Mb/s的速度向中轉服務器推送量子密鑰，同時啟動移動終端量子密鑰管理模塊，將推送的量子密鑰和移動終端唯一標識保存在mysql數據庫的mobile_key表中；

S6：中轉服務器每次接收到1Mb的量子密鑰，同時啟動量子密鑰發送模塊，向移動終端推送量子密鑰；

S7：移動終端接收量子密鑰，保存到本地sqlite數據庫的key表中；

S8：重復步驟S5至步驟S7，執行500次，移動終端共讀取500Mb的量子密鑰，結束操作。