[發(fā)明專利]一種量子密鑰傳輸方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202011303633.1
• 申請(qǐng)日: 2020-11-19
• 公開（公告）號(hào): CN112422283A
• 公開（公告）日: 2021-02-26
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 謝四江;馮雁;劉念;閻亞龍
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 北京電子科技學(xué)院
• 主分類號(hào): H04L9/08
• 分類號(hào): H04L9/08
• 代理公司: 北京三友知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11127
• 代理人: 周達(dá);劉飛

1.一種量子密鑰傳輸方法，其特征在于，應(yīng)用于量子通信系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括至少一個(gè)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)；所述網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)包括對(duì)應(yīng)于不同通信層的至少一個(gè)子節(jié)點(diǎn)；其中，同一通信層的相鄰子節(jié)點(diǎn)內(nèi)對(duì)應(yīng)布設(shè)有一對(duì)第一密鑰池；所述相鄰子節(jié)點(diǎn)是指同一通信層內(nèi)基于兩個(gè)子節(jié)點(diǎn)間共享的量子密鑰進(jìn)行信息加密傳輸?shù)膬蓚€(gè)子節(jié)點(diǎn)；所述第一密鑰池內(nèi)存儲(chǔ)有相應(yīng)相鄰子節(jié)點(diǎn)所共享的量子密鑰；同一通信層的至少部分子節(jié)點(diǎn)內(nèi)布設(shè)有第二密鑰池；其中，所述第二密鑰池在兩個(gè)子節(jié)點(diǎn)內(nèi)成對(duì)布設(shè)，且一對(duì)第二密鑰池與該一對(duì)第二密鑰池所在的通信層的下一通信層的一對(duì)第一密鑰池相對(duì)應(yīng)；所述一對(duì)第二密鑰池用于存儲(chǔ)相對(duì)應(yīng)的一對(duì)第一密鑰池所需的量子密鑰；其中，所述通信層從上至下的布設(shè)順序?yàn)榫W(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)內(nèi)量子密鑰傳輸?shù)捻樞颍凰龇椒òǎ?/p>

將存在密鑰填充需求的第二密鑰池作為當(dāng)前第二密鑰池，將與所述當(dāng)前第二密鑰池成對(duì)布設(shè)的另一第二密鑰池作為目標(biāo)第二密鑰池；將所述當(dāng)前第二密鑰池所在的子節(jié)點(diǎn)作為當(dāng)前子節(jié)點(diǎn)；

確定所述當(dāng)前第二密鑰池所對(duì)應(yīng)的密鑰同步路徑；其中，所述密鑰同步路徑是指用于實(shí)現(xiàn)一對(duì)第二密鑰池內(nèi)的量子密鑰一致的密鑰傳輸路徑；

基于所述密鑰同步路徑確定所述當(dāng)前子節(jié)點(diǎn)中向所述當(dāng)前第二密鑰池填充量子密鑰的第一密鑰池，作為指定第一密鑰池；

從所述指定第一密鑰池內(nèi)取出至少部分量子密鑰填充至所述當(dāng)前第二密鑰池中；

將所述至少部分量子密鑰進(jìn)行拆分，得到至少一個(gè)量子密鑰分片；

對(duì)于任一量子密鑰分片，獲取量子密鑰分片的位置信息以及長(zhǎng)度信息；將量子密鑰分片以及量子密鑰分片的位置信息、長(zhǎng)度信息基于所述密鑰同步路徑傳輸至目標(biāo)第二密鑰池；

在所述目標(biāo)第二密鑰池中基于量子密鑰分片的位置信息及長(zhǎng)度信息對(duì)相應(yīng)的量子密鑰分片進(jìn)行存儲(chǔ)。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，對(duì)位于最上層的通信層之外的其他通信層的相鄰子節(jié)點(diǎn)，在確定第一密鑰池存在密鑰填充需求時(shí)，從該第一密鑰池相對(duì)應(yīng)的位于上一通信層的第二密鑰池中取出至少部分量子密鑰，傳輸至該存在密鑰填充需求的第一密鑰池中。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，將所述當(dāng)前第二密鑰池、目標(biāo)第二密鑰池所對(duì)應(yīng)的位于下一通信層的一對(duì)第一密鑰池分別作為當(dāng)前第一密鑰池、目標(biāo)第一密鑰池；相應(yīng)的，所述當(dāng)前第一密鑰池所在的子節(jié)點(diǎn)作為數(shù)據(jù)傳輸?shù)牡谝唤邮辗剑瞿繕?biāo)第一密鑰池所在的子節(jié)點(diǎn)作為數(shù)據(jù)傳輸?shù)牡谝话l(fā)送方，執(zhí)行下述方式進(jìn)行量子密鑰加密數(shù)據(jù)傳輸：

第一發(fā)送方獲取所述目標(biāo)第一密鑰池中存儲(chǔ)的同步量子密鑰數(shù)據(jù)；所述同步量子密鑰數(shù)據(jù)是指所述目標(biāo)第二密鑰池接收的從所述指定第一密鑰池基于密鑰同步路徑傳輸來的量子密鑰；

第一發(fā)送方從所述同步量子密鑰數(shù)據(jù)提取指定長(zhǎng)度的量子密鑰數(shù)據(jù)段；并獲取提取的量子密鑰數(shù)據(jù)段中至少一個(gè)子密鑰段的位置信息以及長(zhǎng)度信息；所述子密鑰段不存在密鑰數(shù)據(jù)缺失；

第一發(fā)送方利用提取的量子密鑰數(shù)據(jù)段對(duì)傳輸數(shù)據(jù)進(jìn)行加密，并將密態(tài)傳輸數(shù)據(jù)發(fā)送至第一接收方；以及將所述至少一個(gè)子密鑰段的位置信息以及長(zhǎng)度信息發(fā)送至第一接收方；

第一接收方根據(jù)接收的至少一個(gè)子密鑰段的位置信息以及長(zhǎng)度信息，從所述當(dāng)前第一密鑰池中提取相應(yīng)量子密鑰數(shù)據(jù)段；以及利用提取的相應(yīng)量子密鑰數(shù)據(jù)段對(duì)接收的密態(tài)傳輸數(shù)據(jù)進(jìn)行解密處理。