[发明专利]一种IKEv2协商使用量子密钥的方法

说明书

一种IKEv2协商使用量子密钥的方法，涉及通信技术领域。可解决现有的网络加密方法容易被破解不够安全的技术问题。包括使用量子密钥分发协议QKD产生量子密钥QK，用QK替代或结合Diffie‑Hellman密钥交换产生的共享密钥g^ir，给出了使用QK值计算密钥材料、HASH值的具体步骤，使得生成的IKE SA和IPSEC SA密钥间接使用了量子密钥；在ISAKMP协议中新增量子密钥票据QKT载荷，唯一标识本次产生QK密钥，用QKT载荷替代或结合Diffie‑Hellman密钥交换的KE载荷进行量子密钥交换，给出了IKEv2协商时的具体交换步骤。本发明可以结合新型的量子加密技术，使传统的IPSEC技术能够在IKEv2协商阶段时使用量子密钥生成IKE SA和CHILD SA，协商阶段的加密和隧道报文的加密因使用了量子密钥而提高了安全性。

技术领域

本发明涉及通信技术领域，具体涉及一种IKEv2协商使用量子密钥的方法。

背景技术

IPSEC(Internet Protocol Security因特网协议安全)是一种开放标准的框架结构，通过使用加密的安全服务以确保在IP网络上进行保密而安全的通讯。IKE(InternetKey Exchange)是IPSEC体系结构中的一种主要协议，IPSEC通过IKE协议交换和管理在VPN中使用的加密密钥。IKE有V1和V2两个版本。IKEv1为早期版本。IKEv2简化了安全联盟的协商过程，主要通过初始交换和创建子SA交换完成协商过程，并且增加了安全特性和扩展性。IKEv2初始使用2次交换，分别是IKE_SA_INIT交换和IKE_AUTH交换，完成一个IKE SA和一对IPSec SA的协商，然后通过CREATE_CHILD_SA交换实现IKE SA和IPSec SA的密钥更新。IKEv1和IKEv2的密钥交换都是基于Diffie-Hellman算法实现的，Diffie-Hellman算法的安全性是建立在计算大素数离散对数的困难性这一基础上的。随着计算机性能的不断提升，人们开始担心任何基于数学难题的加密算法，终有被破解的一天。目前有一种新技术不以来数学难题，而依赖于物理学原理，这就是量子密钥分发(QKD:Quantum KeyDistribution)协议，QKD以量子作为信息的载体，经量子信道传输，在合法的用户之间建立共享密钥。BB84协议是QKD协议中的一个，它通过光的偏振的物理学特性，满足量子学的测不准原理和不可克隆定律，一旦量子信道被监听，就会触发物理定律，从而被发现，保证了量子密钥分发的无条件安全。

发明内容

本发明提出的一种IKEv2协商使用量子密钥的方法，可解决现有的网络加密方法容易被破解不够安全的技术问题。

为实现上述目的，本发明采用了以下技术方案：

一种IKEv2协商使用量子密钥的方法，包括：

在IKEv2协商基础上，增加或修改以下步骤：

1)发起方和响应方采用量子密钥分发协议QKD，产生量子密钥QK，用QK替代或结合Diffie-Hellman密钥交换产生的共享密钥g^ir；

2)使用量子密钥票据QKT，唯一标识本次产生QK；

3)发起方和响应方采用IKEv2协议进行密钥交换，新增QKT载荷，由发起方发给响应方；

4)对于IKEv2初始交换产生基础密钥材料SKEYSEED及工作密钥的计算方法如下：

SKEYSEED＝prf(Ni|Nr,QK[|g^ir])

然后产生7种工作密钥：

{SK_d|SK_ai|SK_ar|SK_ei|SK_er|SK_pi|SK_pr}＝prf+(SKEYSEED,Ni|Nr|SPIi|SPIr)

说明：