[发明专利]一种星地一体量子网络的切片化应用方法

说明书

本发明提供了一种星地一体量子网络的切片化应用方法，包括：创建单个量子卫星链路的静态切片库，如果创建了两个或多个量子卫星链路的静态切片库，则，创建两个或多个量子卫星链路的关联静态切片库；创建星地一体QKD网络的静态切片库；基于星地一体QKD网络的静态切片库提供端到端共享密钥协商服务。本发明实现了量子密钥服务与量子链路的分离，基于静态切片库实现多链路增强提升安全性并压缩量子节点可能获取的用户密钥信息量，具有更高的安全性、可靠性和应用灵活性，具有良好的应用前景。

技术领域

本发明涉及星地一体量子密钥分发技术领域，尤其涉及一种星地一体量子网络的切片化应用方法。

背景技术

目前的量子通信受制于量子态传输距离的限制，只能依赖可信中继实现远距离的量子通信。为了实现大跨度节点之间的量子通信问题，通常采用量子卫星进行可信中继。已公开文献通常把量子卫星作为可信中继节点，或者，量子卫星直接为两个地面站之间分发共享量子密钥，但是，一方面，量子卫星被用作一个存储用户密钥的密码装置，其安全管理难度较大，存在失控的安全隐患，不能满足用户对通信保密的可管可控和安全可信需求。另一方面，由于量子卫星链路的带宽受限，利用量子卫星进行实时量子密钥中继的应用模式的服务能力受限。这些都影响量子卫星的实际应用推广。

本发明在不改变QKD网络结构、不影响常规应用模式的前提下，通过获取QKD链路的少量带宽计算关联异或值切片，并基于存储的异或值切片数据库，采用查询关联异或值的方式重构量子密钥分发链路；实现了量子密钥服务与量子链路的分离，并通过多链路增强压缩量子卫星在内的量子中继节点可能获取的用户密钥信息量，因此，本发明具有更高的安全性、可靠性和应用灵活性，具有更好的可管控性能，具有良好的应用前景。

发明内容

本发明提供了一种星地一体量子网络的切片化应用方法，包括但不限于：创建量子卫星链路的静态切片库，如果创建了两个或多个量子卫星的静态切片库，则，创建两个或多个量子卫星链路的关联静态切片库，其特征在于，创建量子卫星链路的静态切片库包括：量子卫星与两个或多个量子卫星地面接收装置之间分别协商一个量子密钥分组，量子卫星地面接收装置存储相应的上述量子密钥分组，量子卫星计算具有相同分组标识或切片标识的上述量子密钥分组中任意两个的异或值并销毁上述量子密钥分组，静态切片库服务装置把上述异或值作为一个静态切片，多个静态切片组成静态切片库；创建两个或多个量子卫星链路的关联静态切片库包括：如果存在量子卫星地面接收装置与两个或多个量子卫星分别协商了一个量子密钥分组，则，选择一个上述量子卫星地面接收装置计算上述量子密钥分组中任意两个的异或值，并发送给相应的静态切片库服务装置，静态切片库服务装置把相应的具有相同分组标识或切片标识的静态切片更新为关联静态切片，或者重新创建一个关联静态切片库；如果没有一个量子卫星地面接收装置可以与两个或多个量子卫星协商量子密钥，则，通过连接两个或多个上述量子卫星地面接收装置的QKD网络的静态切片创建星地一体关联静态切片。

进一步地，上述方法还包括：创建星地一体QKD网络的静态切片库，其特征在于，一个量子卫星地面接收装置与地面QKD网络的一个QKD节点之间协商量子密钥分组，通过计算上述量子密钥分组与量子卫星地面接收装置所存储的量子密钥分组的异或值建立上述两个量子密钥分组所关联的静态切片之间的关联，并创建量子卫星链路的静态切片与地面QKD网络的静态切片的关联。

进一步地，上述方法还包括：基于量子卫星链路的静态切片库提供端到端共享密钥协商服务，其特征在于，与两个量子卫星地面接收装置关联的应用装置发起请求，静态切片库的服务装置查找与两个量子卫星地面接收装置关联的静态切片数据，基于上述静态切片数据得到两个量子卫星地面接收装置相应量子密钥分组的异或值，两个量子卫星地面接收装置基于一个或多个上述异或值协商共享密钥，两个量子卫星地面接收装置再分别把上述共享密钥发送给相应的应用装置。