[发明专利]一种星地一体量子密钥链路虚拟化应用服务系统

说明书

本发明提供了一种星地一体量子密钥链路虚拟化应用服务系统，包括：量子卫星、两个或多个量子卫星地面接收装置、关联量子密钥管理装置、量子卫星链路虚拟化服务装置、地面QKD网络。本发明通过星地一体量子密钥中继链路的虚拟化实现量子密钥服务与量子卫星链路的分离，基于虚拟量子链路切片数据库实现多链路增强提升安全性并压缩量子卫星可能获取的用户密钥信息量，通过中心化的虚拟量子链路管理实现对量子密钥应用的管控，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。

技术领域

本发明涉及星地一体量子密钥分发网络技术领域，尤其涉及一种星地一体量子密钥链路虚拟化应用服务系统。

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。

本发明通过量子卫星链路的虚拟化实现量子密钥服务与量子卫星链路的分离，基于虚拟量子链路切片数据库实现多链路增强提升安全性并压缩量子卫星可能获取的用户密钥信息量，通过中心化的虚拟量子链路管理实现对量子密钥应用的管控。

发明内容

本发明提供了一种星地一体量子密钥链路虚拟化应用服务系统，包括但不限于：量子卫星、两个或多个量子卫星地面接收装置、关联量子密钥管理装置、量子卫星链路虚拟化服务装置；其中，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，关联量子密钥管理装置存储相应量子卫星地面接收装置的上述量子密钥分组，量子卫星计算具有相同分组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，并发送给量子卫星链路虚拟化服务装置；量子卫星链路虚拟化服务装置存储多个具有不同分组标识的上述异或值；量子卫星链路虚拟化服务装置基于上述异或值提供星地一体量子密钥链路虚拟化应用服务。

进一步地，上述系统还包括：地面QKD系统或网络、星地一体QKD网络虚拟化服务装置，其中，地面QKD系统或网络与量子卫星地面接收装置或关联量子密钥管理装置连接，星地一体QKD网络虚拟化服务装置用于创建地面QKD网络的虚拟量子链路切片数据库、创建星地一体QKD网络的虚拟量子链路切片数据库，并提供虚拟量子链路切片服务。

进一步地，上述系统还包括：量子密钥服务装置和量子密钥应用装置，其中，量子密钥应用装置从关联量子密钥管理装置或QKD网络的量子服务节点获取随机数分组和相应的服务关联列表，量子密钥服务装置用于基于虚拟量子链路切片数据库为不同的量子密钥应用装置之间提供共享密钥协商服务。

进一步地，上述系统还包括：与两个或多个量子卫星建立链路的量子卫星地面接收装置，该量子卫星地面接收装置与两个或多个量子卫星分别协商量子密钥分组，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量子卫星链路虚拟化服务装置，用于实现不同量子卫星的虚拟量子链路切片之间的关联。

本发明具有如下创新性：本发明通过量子卫星链路的虚拟化实现量子密钥服务与量子卫星链路的分离，基于虚拟量子链路切片数据库实现多链路增强提升安全性并压缩量子卫星可能获取的用户密钥信息量，通过中心化的虚拟量子链路管理实现对量子密钥应用的管控。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，在星地一体量子密钥服务应用领域具有良好的应用前景。

附图说明

图1为虚拟量子链路切片原理示意图；

图2为本发明实施例提供的基于一颗量子卫星的星地一体量子密钥链路虚拟化应用服务系统示意图；

图3为本发明实施例提供的基于两颗量子卫星的星地一体量子密钥链路虚拟化应用服务系统示意图；