量子加密微波接力通信系統(tǒng)及方法
【專利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種量子加密微波接力通信系統(tǒng)及方法，終端站一、中繼站和終端站二；終端站一用于使用密鑰k1對(duì)密鑰k進(jìn)行加密運(yùn)算生成密鑰e1，并將密鑰e1發(fā)送給中繼站；中繼站用于使用密鑰k1對(duì)密鑰e1進(jìn)行解密運(yùn)算生成密鑰k，并且使用密鑰k2對(duì)密鑰k進(jìn)行加密運(yùn)算生成密鑰e2，中繼站還用于將密鑰e2發(fā)送給終端站二；終端站二用于使用密鑰k2對(duì)密鑰e2進(jìn)行解密運(yùn)算生成密鑰k；密鑰k1由終端站一與中繼站通過(guò)量子密鑰分配終端產(chǎn)生；密鑰k2由終端站二與中繼站通過(guò)量子密鑰分配終端產(chǎn)生。最后終端站一和終端站二擁有了相同的密鑰k，上述過(guò)程完成了密鑰k的中繼。本發(fā)明對(duì)密鑰進(jìn)行接力傳遞，實(shí)現(xiàn)了由終端站一將密鑰k傳遞給終端站二。
【專利說(shuō)明】
量子加密微波接力通信系統(tǒng)及方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及一種接力通信系統(tǒng)及方法，尤其涉及一種量子加密微波接力通信系統(tǒng)及方法。
【背景技術(shù)】
[0002]由于微波通信的主要方式是視距通信，超過(guò)視距以后需要中繼轉(zhuǎn)發(fā)。一般說(shuō)來(lái)，由于地球曲面的影響以及空間傳輸?shù)膿p耗，每隔一定距離就需要設(shè)置中繼站，將電波放大轉(zhuǎn)發(fā)而延伸。這種通信方式，也稱為微波中繼通信或稱微波接力通信。一個(gè)完整的長(zhǎng)途傳輸微波系統(tǒng)由終端站，樞紐站，分路站及若干中繼站組成，量子光自由空間傳輸也是視距通信，空間傳輸?shù)膿p耗過(guò)大時(shí)也需要密鑰中繼，如圖1所示。中繼站，樞紐站，分路站都具有中繼的功能，可以延長(zhǎng)傳輸距離。終端站、中繼站、樞紐站、分路站都由微波通信設(shè)備和量子密鑰分配終端組成。量子密鑰中繼不同于微波站數(shù)據(jù)中繼，微波站中繼是對(duì)信號(hào)進(jìn)行放大轉(zhuǎn)發(fā)的，量子密鑰中繼是密鑰的接力，它們需要結(jié)合在一起完成數(shù)據(jù)中繼過(guò)程的加密保護(hù)，現(xiàn)有微波通信技術(shù)中還沒(méi)有針對(duì)量子密鑰的中繼方案。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的在于提供一種量子加密微波接力通信系統(tǒng)及方法。本發(fā)明通過(guò)在微波通信系統(tǒng)中對(duì)量子密鑰進(jìn)行接力傳遞，實(shí)現(xiàn)了量子密鑰中繼，繼而實(shí)現(xiàn)微波中繼數(shù)據(jù)的加密保護(hù)。
[0004]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案為:量子加密微波接力通信系統(tǒng)，終端站一、中繼站和終端站二;終端站一、中繼站和終端站二均由微波通信設(shè)備和量子密鑰分配終端組成;其特征在于:
[0005]終端站一用于使用密鑰kl對(duì)密鑰k進(jìn)行加密運(yùn)算生成密鑰el，el=E(kl，k)，并將密鑰el發(fā)送給中繼站；中繼站用于使用密鑰kl對(duì)密鑰el進(jìn)行解密運(yùn)算生成密鑰k，k = D(kl，el)，并且使用密鑰k2對(duì)密鑰k進(jìn)行加密運(yùn)算生成密鑰e2，e2 = E(k2，k)，中繼站還用于將密鑰e2發(fā)送給終端站二；終端站二用于使用密鑰k2對(duì)密鑰e2進(jìn)行解密運(yùn)算生成密鑰k，k = D(k2，e2);密鑰kl由終端站一與中繼站通過(guò)量子密鑰分配終端產(chǎn)生;密鑰k2由終端站二與中繼站通過(guò)量子密鑰分配終端產(chǎn)生；當(dāng)終端站一有數(shù)據(jù)需要發(fā)給終端站二時(shí)，終端站一用密鑰k對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行加密得到加密數(shù)據(jù)并將加密數(shù)據(jù)發(fā)給中繼站；中繼站用于將收到的加密數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)給終端站二；終端站二得到加密數(shù)據(jù)后用密鑰k對(duì)加密數(shù)據(jù)進(jìn)行解密，得到明文數(shù)據(jù)。最后終端站一和終端站二擁有了相同的密鑰k，上述過(guò)程完成了密鑰k的中繼，實(shí)現(xiàn)了由終端站一將密鑰k傳遞給終端站二，這樣就完成了密鑰中繼與數(shù)據(jù)的加解密過(guò)程。
[0006]作為本發(fā)明進(jìn)一步改進(jìn)的技術(shù)方案，所述中繼站是具有中繼功能的中繼站、樞紐站和/或分路站。為了實(shí)現(xiàn)上述技術(shù)目的，本發(fā)明采用的另一種技術(shù)方案為:量子加密微波接力通信方法，包括終端站一、中繼站和終端站二 ;終端站一、中繼站和終端站二均由微波通信設(shè)備和量子密鑰分配終端組成;其特征在于包括以下步驟:
[0007]I)終端站一與中繼站通過(guò)量子密鑰分配終端生產(chǎn)相同的密鑰kl;
[0008]2)終端站二與中繼站通過(guò)量子密鑰分配終端生產(chǎn)相同的密鑰k2;
[0009]3)當(dāng)終端站一有密鑰k需要傳遞給終端站2時(shí)，首先終端站一使用密鑰kl對(duì)密鑰k進(jìn)行加密運(yùn)算生成密鑰el，el=E(kl，k)，然后終端站一將密鑰el發(fā)送給中繼站；
[0010]4)中繼站用密鑰1^1對(duì)密鑰61進(jìn)行解密運(yùn)算生成密鑰1^，1^ = 0仏1，61)，中繼站再用密鑰k2對(duì)密鑰k進(jìn)行加密運(yùn)算生成密鑰e2，e2 = E(k2，k)，然后中繼站將密鑰e2發(fā)送給終端站二；
[0011]5)終端站二用密鑰1^2對(duì)密鑰62進(jìn)行解密運(yùn)算生成密鑰1^1^ = 0(1^，62)，使終端站一與終端站二擁有了相同的密鑰k;
[0012]6)當(dāng)終端站一有數(shù)據(jù)需要發(fā)給終端站二時(shí)，終端站一用密鑰k對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行加密得到加密數(shù)據(jù)，然后將加密數(shù)據(jù)發(fā)給中繼站，中繼站收到加密數(shù)據(jù)后直接轉(zhuǎn)發(fā)給終端站二，終端站二得到加密數(shù)據(jù)后用密鑰k對(duì)加密數(shù)據(jù)進(jìn)行解密，得到明文數(shù)據(jù)。這樣就完成了密鑰中繼與數(shù)據(jù)的加解密過(guò)程。
[0013]作為本發(fā)明進(jìn)一步改進(jìn)的技術(shù)方案，所述中繼站是具有中繼功能的中繼站、樞紐站和/或分路站。
[0014]最后終端站一和終端站二擁有了相同的密鑰k，上述過(guò)程完成了密鑰k的中繼，實(shí)現(xiàn)了由終端站一將密鑰k傳遞給終端站二。量子密鑰中繼不同于微波站數(shù)據(jù)中繼，它不是對(duì)信號(hào)進(jìn)行放大轉(zhuǎn)發(fā)，而是對(duì)密鑰進(jìn)行接力傳遞。
[0015]本發(fā)明中的中繼站可以是就有中繼功能的中繼站，樞紐站，分路站。
[0016]本發(fā)明中量子密鑰中繼不同于微波站數(shù)據(jù)中繼，不是對(duì)信號(hào)進(jìn)行放大轉(zhuǎn)發(fā)，而是對(duì)密鑰進(jìn)行接力傳遞，最后終端站一和終端站二擁有了相同的密鑰k，完成了密鑰k的中繼。
【附圖說(shuō)明】
[0017]圖1是現(xiàn)有技術(shù)中微波接力通信系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖；
[0018]圖2為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0019]圖3為本發(fā)明的微波通信設(shè)備與量子密鑰分配終端的組合結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0020]實(shí)施例1
[0021]如圖2和圖3所示，本量子加密微波接力通信系統(tǒng)，包括終端站一、中繼站和終端站二;終端站一、中繼站和終端站二均由微波通信設(shè)備和量子密鑰分配終端組成;終端站一用于使用密鑰kl對(duì)密鑰k進(jìn)行加密運(yùn)算生成密鑰el，el = E(kl，k)，并將密鑰el發(fā)送給中繼站；中繼站用于使用密鑰1^對(duì)密鑰61進(jìn)行解密運(yùn)算生成密鑰1^，1^ = 0仏1，61)，并且使用密鑰1^對(duì)密鑰k進(jìn)行加密運(yùn)算生成密鑰e2，e2 = E(k2，k)，中繼站還用于將密鑰e2發(fā)送給終端站二；終端站二用于使用密鑰1^2對(duì)密鑰62進(jìn)行解密運(yùn)算生成密鑰1^1^ = 0仏2，62);密鑰1^1由終端站一與中繼站通過(guò)量子密鑰分配終端產(chǎn)生;密鑰k2由終端站二與中繼站通過(guò)量子密鑰分配終端產(chǎn)生。最后終端站一和終端站二擁有了相同的密鑰k，上述過(guò)程完成了密鑰k的中繼；當(dāng)終端站一有數(shù)據(jù)需要發(fā)給終端站二時(shí)，終端站一用密鑰k對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行加密得到加密數(shù)據(jù)并將加密數(shù)據(jù)發(fā)給中繼站；中繼站用于將收到的加密數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)給終端站二;終端站二得到加密數(shù)據(jù)后用密鑰k對(duì)加密數(shù)據(jù)進(jìn)行解密，得到明文數(shù)據(jù)。所述中繼站是具有中繼功能的中繼站、樞紐站和/或分路站。如圖3所示，微波通信設(shè)備與量子密鑰分配終端的組合，微波通信設(shè)備之間通過(guò)微波通信，量子密鑰分配終端通過(guò)光自由空間方式進(jìn)行。量子密鑰分配完成后將密鑰交給微波通信設(shè)備用于數(shù)據(jù)加解密。
[0022]實(shí)施例2
[0023]參見(jiàn)圖2，本量子加密微波接力通信方法，包括終端站一、中繼站和終端站二;終端站一、中繼站和終端站二均由微波通信設(shè)備和量子密鑰分配終端組成;包括以下步驟:
[0024]I)終端站一與中繼站通過(guò)量子密鑰分配終端生產(chǎn)相同的密鑰kl;
[0025]2)終端站二與中繼站通過(guò)量子密鑰分配終端生產(chǎn)相同的密鑰k2;
[0026]3)當(dāng)終端站一有密鑰k需要傳遞給終端站2時(shí)，首先終端站一使用密鑰kl對(duì)密鑰k進(jìn)行加密運(yùn)算生成密鑰el，el=E(kl，k)，然后終端站一將密鑰el發(fā)送給中繼站；
[0027]4)中繼站用密鑰1^1對(duì)密鑰61進(jìn)行解密運(yùn)算生成密鑰1^，1^ = 0仏1，61)，中繼站再用密鑰k2對(duì)密鑰k進(jìn)行加密運(yùn)算生成密鑰e2，e2 = E(k2，k)，然后中繼站將密鑰e2發(fā)送給終端站二；
[0028]5)終端站二用密鑰1^2對(duì)密鑰62進(jìn)行解密運(yùn)算生成密鑰1^1^ = 0(1^，62)，終端站一與終端站二擁有了相同的密鑰k;
[0029]6)當(dāng)終端站一有數(shù)據(jù)需要發(fā)給終端站二時(shí)，終端站一用密鑰k對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行加密得到加密數(shù)據(jù)，然后將加密數(shù)據(jù)發(fā)給中繼站，中繼站收到加密數(shù)據(jù)后直接轉(zhuǎn)發(fā)給終端站二，終端站二得到加密數(shù)據(jù)后用密鑰k對(duì)加密數(shù)據(jù)進(jìn)行解密，得到明文數(shù)據(jù)，這樣就完成了密鑰中繼與數(shù)據(jù)的加解密過(guò)程。所述中繼站是具有中繼功能的中繼站、樞紐站和/或分路站。如圖3所示，微波通信設(shè)備與量子密鑰分配終端的組合，微波通信設(shè)備之間通過(guò)微波通信，量子密鑰分配終端通過(guò)光自由空間方式進(jìn)行。量子密鑰分配完成后將密鑰交給微波通信設(shè)備用于數(shù)據(jù)加解密。
[0030]最后終端站一和終端站二擁有了相同的密鑰k，上述過(guò)程完成了密鑰k的中繼和數(shù)據(jù)的加密保護(hù)。量子密鑰中繼不同于微波站數(shù)據(jù)中繼，它不是對(duì)信號(hào)進(jìn)行放大轉(zhuǎn)發(fā)，而是對(duì)密鑰進(jìn)行接力傳遞。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種量子加密微波接力通信系統(tǒng)，包括終端站一、中繼站和終端站二;終端站一、中繼站和終端站二均由微波通信設(shè)備和量子密鑰分配終端組成;其特征在于: 終端站一用于使用密鑰kl對(duì)密鑰k進(jìn)行加密運(yùn)算生成密鑰el，el=E(kl，k)，并將密鑰61發(fā)送給中繼站；中繼站用于使用密鑰1^1對(duì)密鑰61進(jìn)行解密運(yùn)算生成密鑰1^1^ = 0仏1，61)，并且使用密鑰k2對(duì)密鑰k進(jìn)行加密運(yùn)算生成密鑰e2，e2 = E(k2，k)，中繼站還用于將密鑰e2發(fā)送給終端站二；終端站二用于使用密鑰k2對(duì)密鑰e2進(jìn)行解密運(yùn)算生成密鑰k，k = D(k2，e2);密鑰kl由終端站一與中繼站通過(guò)量子密鑰分配終端備產(chǎn)生;密鑰k2由終端站二與中繼站通過(guò)量子密鑰分配終端產(chǎn)生；當(dāng)終端站一有數(shù)據(jù)需要發(fā)給終端站二時(shí)，終端站一用密鑰k對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行加密得到加密數(shù)據(jù)并將加密數(shù)據(jù)發(fā)給中繼站；中繼站用于將收到的加密數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)給終端站二;終端站二得到加密數(shù)據(jù)后用密鑰k對(duì)加密數(shù)據(jù)進(jìn)行解密，得到明文數(shù)據(jù)。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的量子加密微波接力通信系統(tǒng)，其特征在于:所述中繼站是具有中繼功能的中繼站、樞紐站和/或分路站。3.一種量子加密微波接力通信方法，包括終端站一、中繼站和終端站二 ;終端站一、中繼站和終端站二均由微波通信設(shè)備和量子密鑰分配終端組成;其特征在于包括以下步驟: 1)終端站一與中繼站通過(guò)量子密鑰分配終端生產(chǎn)相同的密鑰kl; 2)終端站二與中繼站通過(guò)量子密鑰分配終端生產(chǎn)相同的密鑰k2; 3)當(dāng)終端站一有密鑰k需要傳遞給終端站2時(shí)，首先終端站一使用密鑰kl對(duì)密鑰k進(jìn)行加密運(yùn)算生成密鑰el，el=E(kl，k)，然后終端站一將密鑰el發(fā)送給中繼站； 4)中繼站用密鑰1^1對(duì)密鑰61進(jìn)行解密運(yùn)算生成密鑰1^，1^= 0仏1，61)，中繼站再用密鑰k2對(duì)密鑰k進(jìn)行加密運(yùn)算生成密鑰e2，e2 = E(k2，k)，然后中繼站將密鑰e2發(fā)送給終端站二； 5)終端站二用密鑰1^2對(duì)密鑰62進(jìn)行解密運(yùn)算生成密鑰1^1^= 0(1^，62)，使終端站一與終端站二擁有了相同的密鑰k; 6)當(dāng)終端站一有數(shù)據(jù)需要發(fā)給終端站二時(shí)，終端站一用密鑰k對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行加密得到加密數(shù)據(jù)，然后將加密數(shù)據(jù)發(fā)給中繼站；中繼站收到加密數(shù)據(jù)后直接轉(zhuǎn)發(fā)給終端站二，終端站二得到加密數(shù)據(jù)后用密鑰k對(duì)加密數(shù)據(jù)進(jìn)行解密，得到明文數(shù)據(jù)。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的量子加密微波接力通信系統(tǒng)，其特征在于:所述中繼站是具有中繼功能的中繼站、樞紐站和/或分路站。
【文檔編號(hào)】H04L9/08GK105915337SQ201610362026
【公開(kāi)日】2016年8月31日
【申請(qǐng)日】2016年5月27日
【發(fā)明人】苗春華, 張啟發(fā), 王立霞, 呂利影, 劉云, 趙義博, 韓正甫
【申請(qǐng)人】安徽問(wèn)天量子科技股份有限公司