[发明专利]一种安全高效的量子密钥服务方法与系统

说明书

为了解决量子通信规模应用的安全和效率问题，本发明公开了一种安全高效的量子密钥服务方法与系统，本发明方法为：量子服务节点为应用终端提供密钥流量服务，量子服务节点或密钥服务中心响应发起应用终端与接收应用终端协商共享密钥的请求，量子服务节点基于密钥流量和一个虚拟中继链路区块提供密钥协商服务；本发明系统包括量子密钥分发模块、密钥流量服务模块、存储及数据处理模块、应用终端管理模块、虚拟中继链路区块数据库管理及链路数据处理模块、密钥协商服务模块。本发明实现了密钥服务与量子链路的分离，无链路并发冲突，无量子链路延迟，安全性和效率更高，用户体验更好，具有更好的应用推广前景。

技术领域

本发明属于量子密钥协商、区块链与移动应用服务相结合的技术领域，特别涉及一种安全高效的量子密钥服务方法。

背景技术

量子密钥分发（QKD）是通过量子信道进行安全的密钥分发的新型方法。但是，由于QKD网络需要专用的光纤信道，不落地量子中继技术和量子路由存在技术困难，量子链路存在并发冲突问题，复杂拓扑结构的量子网络的铺设和维护都很难，并且造价昂贵。中国专利授权公告号CN 104243143 B和申请公布号CN 106972922 A公开了一种基于量子密钥分发网络的移动保密通信方法，它包括由集控站构成的量子密钥分发网络，每个集控站可与至少一个终端设备绑定，采取密文和密钥的单跳转发路由寻址中继方法将加密后的信息传递到远端集控站绑定的终端设备。中国发明专利申请公布号CN 108510270 A公开了一种量子安全的移动转账方法，其中采用了量子节点的并发中继技术提升了效率，但是，以上方法都需要实时搭建量子链路、安全性基于量子节点的可信性、存在规模应用并发冲突问题。

发明内容

为了解决上述技术问题并有效提升量子密钥服务安全性和效率，本发明公开一种安全高效的量子密钥服务方法，其特征在于，包括如下步骤：(1-1)量子服务节点为应用终端提供密钥流量服务，(1-2)量子服务节点（或密钥服务中心）响应发起应用终端与接收应用终端协商共享密钥的请求，(1-3)量子服务节点基于密钥流量和一个虚拟中继链路区块提供密钥协商服务（或密钥服务中心基于一个虚拟中继链路区块和量子服务节点提供的被加密的密钥流量数据提供密钥协商服务）。

进一步的，上述量子服务节点为应用终端提供密钥流量服务的方法包括但不限于：如果应用终端未注册，则，量子服务节点为未注册应用终端提供注册服务并分配ID，如果应用终端已注册，则，量子服务节点为应用终端提供密钥流量并创建流量标识，量子服务节点创建其与该应用终端的服务关联列表。

进一步的，上述量子服务节点（密钥服务中心）响应发起端（以下记为发起端）与接收应用终端（以下记为接收端）协商共享密钥的请求的方法包括但不限于：识别发起端所关联的量子服务节点（以下记为源节点）、接收端所关联的量子服务节点（以下记为宿节点）、源节点与宿节点之间的链路关系，如果应用终端的服务状态正常，则，判断为正常服务，否则，判断为异常服务并返回异常信息。

进一步的，上述量子服务节点基于密钥流量和一个虚拟中继链路区块提供密钥协商服务的方法包括如下步骤：

（4-1）如果源节点与宿节点相同，则，源节点把发起端的一个密钥流量的子密钥与接收端的一个密钥流量的子密钥的异或值以及所述发起端的一个密钥流量的子密钥的流量标识发给发起端，发起端利用所述发起端的一个密钥流量的子密钥解密并得到所述接收端的一个密钥流量的子密钥，宿节点把所述接收端的一个密钥流量的子密钥的流量标识发给接收端，发起端与接收端把所述接收端的一个密钥流量的子密钥作为共享密钥，该次量子密钥服务结束，

（4-2）如果源节点与宿节点相邻，则，源节点选择源节点与宿节点的一个共享量子密钥（记为QK）作为发起端与接收端的共享密钥，转入步骤(4-4)，