[發明專利]一種量子加密通信方法及相應通信系統

在審

• 申請號: 202210306229.2
• 申請日: 2022-03-25
• 公開（公告）號: CN114726515A
• 公開（公告）日: 2022-07-08
• 發明（設計）人: 張文卓
• 申請（專利權）人: 杭州舜時科技有限公司
• 主分類號: H04L9/08
• 分類號: H04L9/08
• 代理公司: 北京律譜知識產權代理有限公司 11457
• 代理人: 黃云鐸

1.一種量子加密通信方法，其特征在于，所述方法包括：

(1)、生成量子隨機數序列，實時同步輸出給至少兩個通信設備；

(2)、第一通信設備從所述量子隨機數序列中選取一定長度的量子隨機數并計算獲得第一校驗值，并且將選取方式和第一校驗值發送給第二通信設備；

(3)、所述第二通信設備基于所接收到的量子隨機數選取方式和校驗值從所述量子隨機數序列進行隨機數選取并計算獲得第二校驗值，所述第二通信設備將第一校驗值與第二校驗值進行比對，若二者匹配，則完成量子隨機數分發完；

(4)、所述第一通信設備和第二通信設備以相同的方式從量子隨機數序列中選取量子密鑰進行加密通信。

2.根據權利要求1所述的量子加密通信方法，其特征在于，所述方法還包括量子密鑰更新步驟(5)，該步驟包括：

(5.1)第一通信設備計算自身的量子密鑰校驗值并發送給第二通信設備；

(5.2)第二通信設備計算自身的量子密鑰校驗值并與來自第一通信設備的量子密鑰校驗值進行比對，若匹配通過則進行步驟(5.3)，否則通信結束；

(5.3)將第一通信設備與量子隨機數發生器相連接，并從量子隨機數發生器選取與舊的量子隨機數序列或量子密鑰長度匹配的新量子隨機數序列或量子密鑰；

(5.4)第一通信設備利用舊的量子密鑰對新量子隨機數序列或量子密鑰進行加密；

(5.5)第一通信設備將加密后的新量子隨機數序列或量子密鑰以及加密算法發送至第二通信設備，第二通信設備利用舊的量子密鑰對第一通信設備發送的數據進行解密，獲得新量子隨機數序列作為新的量子密鑰；

(5.6)第二通信設備計算新量子隨機數序列或量子密鑰的校驗值并發送至第一通信設備，第一通信設備計算新量子隨機數序列或量子密鑰的校驗值并與來自第一通信設備的校驗值比較，若匹配則更新量子隨機數序列或量子密鑰，否則返回步驟(5.1)，優選地，所述校驗值為哈希值。

3.根據權利要求1所述的量子加密通信方法，其特征在于，所述步驟(1)包括：通過第一通信設備發送時間同步指令至第二通信設備，第二通信設備基于所接收到的時間同步信號，與第一通信設備同步地進行隨機數接收和存儲。

4.根據權利要求1所述的量子加密通信方法，其特征在于，所述方法還包括將獲取明文數據后，在明文數據上增加三部分數據，分別是1)二次加密算法編號、2)二次密鑰選取方式編號、3)量子隨機數序列變更方式編號。

5.根據權利要求1所述的量子加密通信方法，其特征在于，所述方法包括每次通信之前，允許用戶對加密算法進行選擇并且從量子隨機數中選擇與目標明文數據等長或者存在一定倍數或分數關系的量子隨機數作為量子密鑰進行量子加密。

6.一種量子加密通信系統，其特征在于，所述量子加密通信系統包括量子隨機數發生器以及至少兩個通信設備，所述量子隨機數發生器用于生成量子隨機數序列并且同步地分發給所述通信設備，第一通信設備用于從所述量子隨機數序列中選取一定長度的量子隨機數并計算獲得第一校驗值，并且將選取方式和第一校驗值發送給其余通信設備，其余通信設備基于所接收到的量子隨機數選取方式和校驗值從所述量子隨機數序列進行隨機數選取并計算獲得第二校驗值，其余通信設備將第一校驗值與第二校驗值進行比對，若二者匹配，則完成量子隨機數分發。

7.根據權利要求5所述的量子加密通信系統，其特征在于，各個所述通信設備以相同的方式從量子隨機數序列中選取量子密鑰進行加密通信。