[发明专利]一种量子网络虚拟化方法与装置

说明书

本发明提供了一种量子网络虚拟化方法，包括：每一个量子节点与相邻的每一个量子节点分别协商一个共享密钥分组；量子中继节点计算其与n个相邻量子节点所协商的n个共享密钥分组中的所有任意两个共享密钥分组的异或值（记为当前虚拟节点路由状态），把C(n,2)个虚拟节点路由状态发送给目标接收方；目标接收方把全部量子中继节点的全部当前虚拟节点路由状态记作一个虚拟网络状态，量子服务节点安全存储与虚拟网络状态关联的共享密钥分组。本发明还提供了一种量子网络虚拟化装置。本发明可以解决量子网络存在的规模量子链路并发冲突、量子中继链路延迟大等问题，本发明具有量子安全性和高效性，可广泛用于量子网络虚拟化，具有良好的应用推广前景。

技术领域

本发明涉及量子通信网络及其应用技术领域，尤其涉及一种量子网络虚拟化方法与装置。

背景技术

量子通信网络中的量子节点一般是由一个连接经典通信网络的经典通信终端和连接量子密钥分发(Quantum Key Distribution，简称QKD)网络的量子设备终端组成。由于缺少实用的不落地量子通信中继技术，通常在QKD网络中采用量子可信中继技术。但是，这种网络模式存在网络复杂度高、规模量子链路并发冲突、可信中继延迟大、中继节点的可信安全管理难题等。解决上述问题对于量子通信网络的应用推广具有非常重要的实际意义，量子网络虚拟化是解决上述问题的一种创新路线。

发明内容

为了解决上述背景技术中的技术问题，本发明提供了一种量子网络虚拟化方法与装置。本发明提供的一种量子网络虚拟化方法包括：目标量子网络中的每一个目标量子节点与相邻的每一个目标量子节点分别协商一个共享密钥分组并创建相应的分组标识；如果一个目标量子节点是量子中继节点（以下假定与其相邻的目标量子节点数量为n个，n是大于1的整数），则，上述量子中继节点计算其与n个相邻的目标量子节点所协商的n个共享密钥分组中的所有任意两个共享密钥分组的异或值并创建相应的标识（为方便起见，以下把上述异或值记作虚拟节点路由状态数据，把上述标识记作虚拟节点路由状态标识，把上述异或值及其相应的标识记作一个虚拟节点路由状态）；把上述C(n，2)个虚拟节点路由状态发送给一个或多个目标接收方（其中，C(n，2)是从n个中任意选择2个的组合数，下同）；如果一个目标量子节点是量子服务节点，则，上述量子服务节点对其与相邻的目标量子节点所协商的共享密钥分组及其所用于创建的虚拟节点路由状态的全局标识进行确认，在上述共享密钥分组的标识与相应的全局标识不一致的情况下把上述共享密钥分组的标识更新为相应的全局标识，安全存储上述共享密钥分组；上述一个或多个目标接收方为上述具有相同全局标识的全部量子中继节点的全部虚拟节点路由状态创建网络状态标识（为方便起见，以下把上述网络状态标识记作虚拟网络状态标识，把上述具有相同全局标识的全部量子中继节点的全部虚拟节点路由状态及其虚拟网络状态标识记作一个虚拟网络状态）；或，进一步地，把上述具有相同全局标识的全部量子中继节点的全部虚拟节点路由状态及其网络状态标识封装为一个数据文件（为方便起见，以下，把上述数据文件记作虚拟网络状态切片）；其中，上述共享密钥分组与相应的虚拟网络状态或/和虚拟网络状态切片具有相同的全局标识或一一对应关联；上述目标量子网络包括但不限于下列选项中的任一项：量子密钥分发网络、量子通信网络、量子传感网络、量子安全互联网。

可选地，上述方法还包括：量子中继节点与相邻的量子节点对二者之间所协商的共享密钥分组及其所用于创建的虚拟节点路由状态的全局标识进行确认，如果上述相邻的量子节点也是量子中继节点，则上述量子中继节点与相邻的量子中继节点分别把二者之间所协商的共享密钥分组用于创建具有相同全局标识的虚拟节点路由状态。

可选地，上述方法还包括：上述量子中继节点在完成C(n，2)个虚拟节点路由状态后，销毁上述n个共享密钥分组，或者，在一个共享密钥分组需要参与计算的虚拟节点路由状态数据全部完成后，即销毁上述共享密钥分组。