[發明專利]一種基于量子加密的短字節消息安全加密方法

在審

• 申請號: 202210543145.0
• 申請日: 2022-05-18
• 公開（公告）號: CN115001758A
• 公開（公告）日: 2022-09-02
• 發明（設計）人: 董曉哲;楊鴿;徐靜
• 申請（專利權）人: 矩陣時光數字科技有限公司
• 主分類號: H04L9/40
• 分類號: H04L9/40;H04L9/08
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明公開了一種基于量子加密的短字節消息安全加密方法，方法通過對消息的長度進行判斷，在消息的長度小于預設長度的情況下即視為短字節消息，則隨機選取填充算法將消息擴展為指定長度的偽消息，偽消息的長度被擴展之后再進行量子加密，即變為長字節的消息進行量子加密，而長字節的消息可以避免短字節消息量子加密后形成的密文容易被聯想識別的問題，從而提高了明文數據的加密安全性。

技術領域

本發明涉及量子安全技術領域，具體涉及一種基于量子加密的短字節消息安全加密方法。

背景技術

互聯網的快速發展，使得人們的生活變得更加便捷，與外部世界的溝通越來越順暢，人們可以通過網絡傳輸各種文件、實現對話交流等。隨著計算機網絡的快速發展，同時也帶來了很多的信息隱患，尤其是信息安全問題，該問題從計算機網絡誕生開始就一直存在，而人們也在研究各種加密技術來提高信息傳輸的安全性。

加密就是通過密碼算術對數據進行轉化，使之成為沒有正確密鑰任何人都無法讀懂的密文，為了讀懂密文，密文必須被轉化為它的最初形式：明文；而含有用來以數學方式轉換密文的雙重密碼就是密鑰。在密鑰加密的情況下，即使一則信息被截獲，這則信息也是無法被閱讀的。

隨著對計算速度具有顛覆性提升的量子計算機問世，量子加密已成為新型且唯一可以抵御量子計算攻擊的安全加密方式。量子加密采用基于量子網絡，一次一密的方式，通過密鑰的動態變化，使得加密后的密文理論上無法被破譯；但是由于量子加密后的密文長度與明文長度一致，且量子密鑰是真隨機數，這就導致了明文如果是一段很簡短的消息，那么形成的密文就會同樣簡短，在量子加密的時候如果剛好碰撞到一段全是0或者大部分是0的量子密鑰，那得到的密文就會和明文有大部分內容相同，甚至和明文一模一樣，這就容易被聯想識別。長字節的明文消息可以避免這樣的問題，但對于短字節明文消息來說，則是非常致命的。

發明內容

發明目的：本發明目的是提供一種基于量子加密的短字節消息安全加密方法，解決了現有量子加密中對于短字節消息加密后的密文被識別的幾率很高，不夠安全的問題。本發明有效地彌補了量子加密在短字節消息加密中的不足，采用短字節消息數據擴展為指定長度的偽消息數據，再對偽消息數據進行量子加密，從而有效解決量子加密在短字節消息加密中的劣勢，進而提高量子加密的安全性。

技術方案：本發明提供一種基于量子加密的短字節消息安全加密方法，所述方法包括以下步驟：

(1)發送方與接收方均設有相同的預置的填充算法，并建立數據標識與填充算法相互映射的映射表；發送方與接收方還共享一組密鑰串；

(2)發送方對需要發送的消息長度進行判斷，若消息的長度大于等于預設長度，則在消息的頭部增加預設標識，并將增加預設標識后的消息通過共享的密鑰串進行量子加密得到密文，將密文發給接收方；若消息的長度小于預設長度則隨機選取一種填充算法將消息擴展為指定長度的偽消息，并在偽消息的頭部增加填充算法所對應的數據標識，將增加數據標識后的偽消息通過共享的密鑰串進行量子加密得到密文，將密文發給接收方；

(3)接收方接收到密文后，首先利用共享的密鑰串進行解密得到解密數據，對解密數據的頭部進行標識識別，若識別的標識為預設標識，則解密數據除預設標識之外的數據為最終數據；若識別的標識為數據標識，則根據映射表提取與數據標識相對應的填充算法，并將解密數據除數據標識之外的數據輸入填充算法，得到的數據為最終數據；最終數據為發送方需要發送的消息。

進一步的，所述預置的填充算法為DES算法、3DES算法或AES算法中的一種或多種。

進一步的，所述預設長度為128bit、64bit或256bit。

進一步的，所述預設標識的長度與數據標識的長度相同。

進一步的，所述預設標識的長度與數據標識的長度均為2字節。