[发明专利]一种超高速光包交换网硬件加密和解密方法及其系统

说明书

技术领域

本发明涉及光通信安全技术领域，尤其涉及一种超高速光包交换网硬件加密和解密方法及其系统。

背景技术

自古以来通信信息安全就非常重要，尤其是军事领域和保密部门的信息安全更显的尤为重要，甚至是第一位考虑的因素。在无线通信，互联网和光通信网中秘密和安全日益引起关注。而随着光通信的广泛使用，光通信中的信息安全吸引着越来越多的注意和研究兴趣。光通信网络按照用户对带宽有不同的需求这一要求可以分为光路交换、光突发交换、光包交换。而光包交换作为未来光交换最有前途的选择之一。针对光包交换的加密技术非常值得研究和关注。“加密”是指通过安全钥使信息转换为不可理解的加密格式的变化。如果目的端知道加密信息的安全钥，加密的信息就可以被变换为可以理解的信息即解密。应用加密技术，即使传输信息的光束被截获，截获者不知道加密钥，传输的光包信息依旧是安全的。

通常将信息以电子形式用各种技术加密，之后用加密的信息调制载频光，加密的信息便转化为光的形式，在接收端，光信号被转换为电信号，然后再用安全钥对加密的电信号进行解密，对于这样的加密方式，不管用何种安全钥，在系统的发射器和接收器两端都需要附加电路以进行混合和分离加密通信信息和安全钥，而且需要增加系统的开销来完成加解密。随着信息安全的要求越来越高，加密密度，加密速度都要提高，这样就增加了附加电路的复杂性。

目前现有的加密技术主要有：

1、变化的先进密码系统和公开的密匙协议，如Elliptic Curve Cryptography（ECC）和Suite B。Suite B公开的密匙协议有Elliptic Curve Menezes-Qu-Vanstone （ECMQV）和the Elliptic Curve Diffie-Hellman（ECDH）。但是这些加密原理主要是基于软件算法加密，有弱点和非安全性，最近报道SHA-1算法被中国的研究小组破译。

2、基于量子力学原理的加密方法。量子加密采用的原理是根据“海森堡测不准定理”和“单量子不可复制定理”原理建立了量子密码术的概念。“海森堡测不准原理”是量子力学的基本原理，指在同一时刻以相同精度测定量子的位置与动量是不可能的，只能精确测定两者之一；而“单量子不可复制定理”是“海森堡测不准原理”的推论，它指在不知道量子状态的情况下复制单个量子是不可能的，因为要复制单个量子就只能先作测量，而测量必然改变量子的状态。但相关技术还不成熟，实现起来比较复杂，距离光通信使用还有一定的距离。

发明内容

为了解决背景技术中存在的技术问题，本发明提供一种结构简单、易于制造，可光学集成、易于升级、成本低廉、可适用于各种速率的网络系统中的超高速光包交换网硬件加密和解密方法及其系统。

本发明的技术解决方案是：

一种超高速光包交换网硬件加密方法，该方法包括以下步骤：

1）将电域的IP数据包进行分割；

2）将分割后的IP数据包分割单元重新排序加密；

3）将加密后的IP数据包调制成光信号；

4）将光信号加密，并输出加密后的高速率光包信号。

上述步骤1）的具体实现步骤如下：

1.1）将电域的IP数据包分割为包头和净荷两部分，净荷部分进行等长度分割成净荷分割单元，若净荷部分可以被需要分割的数目整除，则直接分割，若不能整除则在净荷部分末尾加零直到可以整除为止；

1.2）判断净荷分割单元和包头的长度是否相等？若是，则直接进行调制；若否，则在包头后补零至和净荷分割单元长度相等后，再进行调制。

上述IP数据包分割的数量是一个或多个。

上述步骤2）的具体实现步骤如下：

将分割后的IP数据包分割单元按照发送端和接收端约定的加密顺序进行重新排序加密。

一种超高速光包交换网硬件解密方法，该方法包括以下步骤：

1）将加密后的高速率光包信号放大后分为多路光包信号；

2）每一路光包信号和本地时钟同步后进行信号提取，提取出低速光信号；

3）对提取出的低速光信号进行探测，得到探测信号；

4）将探测到的信号进行反排序。

上述路的数量和IP数据包分割的分割数量是一致的。

一种超高速光包交换网硬件加密系统，该系统包括第一光放大器、IP数据包分割模块、排序处理模块、调制器以及加密器；所述IP数据包分割模块和调制器通过排序处理模块相连；所述排序处理模块和第一光放大器相连；所述调制器和加密器相连。