[发明专利]一种量子安全密码系统与基础设施

说明书

本发明公开了一种量子安全密码系统，包括资源管理子系统和中间件，通过在QKD网络与业务网络之间构建量子密码服务系统，实现“量子密码服务与业务系统的无缝适配”，解决QKD网络的应用瓶颈问题；本发明还公开了一种量子安全密码基础设施，包括量子安全密码中台和抗量子计算的非对称密码应用系统，用于实现量子安全的对称和非对称密钥服务与应用，具有更高的服务效率、灵活性和兼容性，具有良好的应用前景。

技术领域

本发明涉及量子密钥分发网络与应用技术领域，尤其涉及一种量子安全密码系统与基础设施。

背景技术

由于量子信号不能通过信号放大弥补信号传输衰减，远距离量子通信和量子密钥分发（简称为QKD）通常采用单跳落地转发中继技术（简称可信中继）。在可信中继中，中继节点可以获取中继密钥，这引入了中继密钥的保密管理问题（异或中继是可信中继协议的优化，并不能彻底解决上述问题）。另外，由于端到端QKD需要占用一条连接两端的可信中继链路，因此，可信中继还存在规模量子中继链路并发冲突问题。解决上述问题的基本技术路线是实现“量子密钥服务与QKD网络分离”，目前典型的解决方案是在传统网络平台上部署量子密钥应用接口，或搭建量子密钥服务移动或云平台，但是，量子密钥服务的核心资源依然没有脱离QKD网络，并不能解决上述问题。因此，在QKD网络与业务网络之间构建量子密码服务中台是解决上述问题的关键。

发明内容

本发明提供了一种量子安全密码系统，包括：资源管理子系统和中间件；其中，资源管理子系统包括目标量子网络的虚拟量子链路网络，虚拟量子链路网络中每一个虚拟量子中继节点的资源池，虚拟量子链路网络中每一个虚拟量子服务节点的量子密钥池；用于根据虚拟量子链路查询所关联的每一个虚拟量子中继节点的资源池中的相互关联的一个数据分组；通过对全部上述数据分组进行异或运算得到目标虚拟量子链路的一个关联异或值；中间件包括应用接口或/和密码服务接口，应用接口用于响应服务请求并向资源管理子系统请求密码服务，用于接收资源管理子系统提供的密码服务并提供给目标用户；密码服务接口用于提供以下任一种或多种服务，量子安全密钥协商、量子安全的身份认证和量子安全数据加/解密；其中，上述资源池中的数据与量子密钥池中的数据与相应的虚拟量子链路关联并包括相应的关联标识。

进一步地，上述系统还包括：密码服务子系统，用于基于中间件和抗量子计算的密码算法提供以下服务中的任一种或多种，量子安全密钥协商、量子安全的身份认证和量子安全数据加/解密。

进一步地，上述系统还包括：随机数服务子系统，用于接收量子服务节点发送的随机数并构建随机数资源池，提供随机数服务或/和基于随机数的数据安全服务。

进一步地，上述系统还包括：目标量子网络，目标量子网络为量子安全密码系统的资源管理子系统提供服务资源的量子网络；目标量子网络包括以下任一种或多种的组合，量子密钥分发网络、量子通信网络、量子计算网络、量子传感网、一颗或多颗量子卫星与多个量子卫星地面接收站组成的量子通信网络或/和量子密钥分发网络。

本发明还提供了一种量子安全密码基础设施，包括，量子安全密码中台和抗量子计算的非对称密码应用系统，其中，量子安全密码中台用于实现上述量子安全密码系统的功能，并用于提供量子安全的对称密钥参数协商服务；抗量子计算的非对称密码应用系统用于实现量子安全的身份认证或识别，并用于量子安全的对称密钥参数协商。

本发明具有如下创新性：通过在QKD网络与业务网络之间构建量子密码服务系统，实现“量子密码服务与业务系统的无缝适配”，有助于解决QKD网络的应用瓶颈问题，具有更高的服务效率、灵活性和兼容性，具有良好的应用前景。

附图说明

图1给出了一种虚拟量子链路网络及其应用方法示意图；

图2为本发明提供的一种量子安全密码系统实施例示意图；

图3为本发明提供的一种量子安全密码基础设施实施例示意图。

具体实施方式