[发明专利]一种基于动态组网故障检测的量子密钥同步系统及方法

说明书

本发明公开了一种基于动态组网故障检测的量子密钥同步系统及方法，采用上级密钥中继节点已与密钥中心节点同步的密钥对下级密钥中继节点待同步密钥进行加密的方式实现多级中继节点与量子密钥管理中心同步共享密钥的目的，实现了非相邻的两个节点之间量子密钥的共享，在一定程度上节省了量子信道的成本；另外，本发明采用环形网络构成动态组网的结构，可实时监测组网中的每个密钥中心节点是否能正常的与密钥中心节点进行密钥同步；同时，除去与密钥中心节点直接相连的密钥中继节点；其他的密钥中继节点均有多条连接密钥中心节点的链路，避免一条链路不通而影响该密钥中继节点与密钥中心节点正常进行密钥同步的缺陷。

技术领域

本发明涉及安全通信技术领域，特别涉及一种基于动态组网故障检测的量子密钥同步系统及方法。

背景技术

随着互联网的大范围普及，人类之间的信息传递达到了前所未有的数量和频率，各种隐私信息越来越多地暴露在互联网上，因此，人类对保密通信的需求也到了前所未有的高度。现在的互联网信息安全的加密方式称为“公开密钥”密码体系，其原理是通过加密算法，生成网络上传播的公开密钥，以及留在计算机内部的私人密钥，两个密钥必须配合使用才能实现完整的加密和解密过程。

现代互联网使用的加密标准是20世纪70年代诞生的RSA算法，即利用大数的质因子分解难以计算来保证密钥的安全性。

量子密钥分配是1984年物理学家Bennett和密码学家Brassard提出了基于量子力学测量原理的BB84协议，量子密钥分配可以从根本上保证了密钥的安全性。

目前，在量子加密技术领域，基于QKD的网络密钥生成速率较低，很难实现一包一密的要求；从QKD网络中获取的密钥只能在相邻的两个节点之间共享，无法大规模应用于多方通信的场合，对于一些多个包含QKD设备、服务器的中继单元直连的网络，若部分中继单元出现异常，则会引起异常两端的设备均无法正常进行密钥同步以及其他通讯等，给量子加密通讯的发展造成了很大的限制。

发明内容

本发明目的在于提供一种基于动态组网故障检测的量子密钥同步系统及方法，以解决现有技术中从QKD网络中获取的密钥只能在相邻的两个节点之间共享，无法大规模应用于多方通信的场合，以及对于一些多个包含QKD设备、服务器的中继单元直连的网络，若部分中继单元出现异常，则会引起异常两端的设备均无法正常进行密钥同步以及其他通讯等，给量子加密通讯的发展造成了很大的限制的技术性缺陷。

本发明的技术方案是这样实现的：

一种基于动态组网故障检测的量子密钥同步系统，包括：

量子密钥管理中心，所述量子密钥管理中心包括相互连接的量子密钥中心服务器与密钥中心节点，所述密钥中心节点包括量子密钥中继服务器与QKD设备；

密钥中继节点，所述密钥中继节点均包括有相互连接的量子密钥中继服务器与QKD设备；

环形网络，所述环形网络由若干密钥中继节点连接构成，该环形网络中，相邻的量子密钥中继服务器相互连接，相邻的QKD设备相互连接，

动态组网，所述动态组网包括若干环形网络，所述环形网络可与任意其他环形网络进行连接，连接处可共用两个或以上密钥中继节点，

所述密钥中心节点也位于动态组网中，所述量子密钥中继服务器均可连接用户终端，

所述环形网络均设置有虚节点对，所述虚节点对由相互存有对方的节点IP、user_name且作为虚节点信息的相邻两个密钥中继节点构成，且每个密钥中继节点只存在于一个虚节点对中，所述密钥中心节点不存在于任何虚节点对中。

优选地，所述密钥中继节点均预留有用于连接额外密钥中继节点的接口。

本发明还包括一种基于动态组网故障检测的量子密钥同步方法，该同步过程包括以下步骤：