[发明专利]一种量子密钥分发网络的流量控制方法及装置

说明书

本发明公开了一种量子密钥分发网络的流量控制方法及装置，其中方法包括：接收用户的量子加密业务需求，接收源节点与目的节点信息，计算各源节点与各目的节点之间的最短路径；判断是否存在满足传输拥塞条件的节点，如果存在满足传输拥塞条件的节点，针对两个密钥分发收端建立新的链路连接，并更新网络拓扑信息；判断网络是否满足可编码条件；如果网络满足可编码条件，则对满足拥塞条件节点中的量子信息进行编码操作，生成编码后的量子信息；测量除目的节点外的每个节点，接收测量完成信息以及经典信息，进行解码，得到解码后的量子信息，建立多个源节点与目的节点间密钥协商。

技术领域

本发明涉及属于量子通信和移动通信领域，具体涉及一种量子密钥分发网络的流量控制方法及装置。

背景技术

量子密钥分发网络是利用量子力学的特性来保证通信安全性，使通信的双方能够产生并分享一个随机安全密钥来加密和解密信息；软件定义网络(Software DefinedNetwork，简称为SDN)是一种新型网络创新架构,通过其南向接口将网络设备控制层与数据层分离开来,并通过开放控制接口将抽象后的网络资源提供给应用层,实现网络的可编程性和集中化网络控制,构建面向业务应用的灵活、开放、智能的网络体系架构。量子通信具有通信速度快、信噪比要求低、窃读可知性以及通信保密性好等特点，在国家机关、金融证券等诸多领域有着重要的应用。

目前，虽然已经实现多个用户与用户之间的量子通信，但由于量子信号的传输存在距离上的限制(超过50km将导致成码率的急剧降低)，实现大规模量子通信时，在传输过程中必须存在大量的中继器。然而，随着参与密钥协商的量子节点数不断增加，以及网络部署的不断复杂化，传输过程中拥塞问题日益显著，导致不可避免的传输延迟、密钥协商效率降低，严重的甚至导致传输中断。

发明内容

因此，本发明要解决的技术问题在于克服现有技术中的在参与密钥协商的量子节点数不断增加以及网络部署的不断复杂化的情况下出现的传输延迟、密钥协商效率降低、传输中断的缺陷，从而提供一种量子密钥分发网络的流量控制方法及装置。

有鉴于此，本发明提供一种量子密钥分发网络的流量控制方法，包括：接收用户的量子加密业务需求，并将所述量子加密业务需求发送至量子层；接收量子层密钥终端根据用户的量子加密业务需求反馈的源节点与目的节点信息；根据所述源节点信息与目的节点信息计算各源节点与各目的节点之间的最短路径；根据所述最短路径判断是否存在满足传输拥塞条件的节点；如果存在满足传输拥塞条件的节点，针对两个密钥分发收端建立新的链路连接，并更新网络拓扑信息；根据所述更新的网络拓扑信息，判断网络是否满足可编码条件；如果网络满足可编码条件，向量子层节点发送编码命令，根据所述编码命令控制所述最短路径中的所述满足传输拥塞条件的节点中的量子信息进行编码操作，生成编码后的量子信息；如果网络不满足可编码条件，在达到所需路由流量之前，会针对两个密钥分发收端建立新的链路连接，并更新网络拓扑信息，直到网络满足可编码条件，否则，直接进行数据传输；将所述编码后量子信息发送至根据最少中继节点的最短路径中作为拥塞链路末端的中继节点；控制所述末端中继节点中的量子信息进行编码操作，并将编码后的量子信息扇出并发送至量子密钥分发发端所对应的密钥分发收端；向除所述目的节点外的每个节点下发节点量子测量命令；接收每个节点根据所述节点量子测量命令上传的测量完成信息以及经典信息；将所述经典信息分别发送给各所述量子密钥分发收端，控制各所述量子密钥分发收端根据接收到的所述经典信息进行量子解码操作，得到解码后量子信息；根据所述解码后量子信息建立多个源节点与目的节点间的密钥协商。

可选地，在一实施例中，所述根据所述编码命令控制所述最短路径中所述满足传输拥塞条件的中继节点中的量子信息进行编码操作，包括：根据所述最短路径判断所述中继节点是否满足传输拥塞条件，所述的传输拥塞条件为所述中继节点输出流量高于预设流量上限值和/或所述中继节点上的数据流是否发生转发拥塞。

可选地，在一实施例中，该方法还包括：如果不存在满足所述传输拥塞条件的节点，控制不满足传输拥塞条件的各节点根据计算出的所述最短路径建立密钥协商，直接进行数据传输。