[发明专利]一种基于量子隐形传态构建虚拟专用网的方法

说明书

本发明公开了一种基于量子隐形传态构建虚拟专用网的方法，主机X将需要发送的数据作为数据部分添加上相应的IP首部之后封装成一个IP报文，然后将该IP报文发送给其所在网络的VPN路由器，发送端VPN路由器基于量子隐形传态的方式将数据发送给接收端的VPN路由器，接收端的VPN路由器进行测量后将得到的数据转发给主机Y；本发明公开的量子虚拟专用网基于量子通信的方式实现数据安全传输，能够更好地保证虚拟专用网中数据传送的安全。

技术领域

本发明公开了一种基于量子隐形传态构建虚拟专用网的方法，属于构建虚拟专用网领域。

背景技术

某些机构的不同部门可能位于不同的城市，这些部门又需要通过因特网传输一些机构内部信息，为了能够确保数据传输的安全性。会在不同部门所在网络部署相应的虚拟专用网路由器，部门中主机需要传输数据给其它部门时，首先会将数据传递给虚拟专用网路由器，由路由器将报文加密后直接传送给对方的虚拟专用网路由器。其采用的加密算法主要是依靠密钥来实现数据保护，数据的可靠性依赖于密钥的长度；如果攻击方拥有足够强的计算能力，可以通过对密钥空间进行穷尽搜索，实现数据解密，将直接影响数据安全。为了能够更好地保证虚拟专用网中数据传送的安全，本发明中提出了一种基于量子隐形传态构建虚拟专用网的方法，基于量子通信的方式实现数据安全传输。

发明内容

当部门A中的某台主机X需要向部门B中的某台主机Y发送报文，而部门A和部门B位于不同的城市，数据传送需要通过因特网完成；在部门A和部门B分别设置相应的VPN路由器，如附图1所示；在量子虚拟专用网中，每一个VPN路由器中拥有VPN路由器地址映射表，表中保存了虚拟专用网中所有网段（包括网络地址和子网掩码）对应的VPN路由器地址；在每个VPN路由器RT中构造剩余粒子数映射表TY，映射表TY包含3个字段，分别是：本VPN路由器的IP地址，对端VPN路由器的IP地址和剩余纠缠粒子数字段，每个字段占用4个字节；在VPN路由器RT的映射表TY中，其记录了VPN路由器RT和其它每个VPN路由器RTT对应的剩余纠缠粒子数，其中，本VPN路由器的IP地址对应的是路由器RT的IP地址，对端VPN路由器的IP地址对应的是VPN路由器RTT的IP地址；依据VPN路由器RT和其它每个VPN路由器RTT的IP地址能够在映射表TY中查询到两路由器剩余的纠缠粒子数。初始情况下，VPN路由器RT和另一个VPN路由器RTT对应的剩余纠缠粒子数为0；VPN路由器RT中保存的每个纠缠粒子对应一个序号，序号从1开始，顺序增加；在VPN路由器RT中保存的纠缠粒子对应一个映射表TA，在映射表TA中包含4个字段，分别是本VPN路由器的IP地址，对端VPN路由器的IP地址、纠缠粒子序号和纠缠粒子测量情况，本VPN路由器的IP地址和对端VPN路由器的IP地址占用4个字节，纠缠粒子序号字段占用4个字节，纠缠粒子测量情况字段占用1个字节（该字段为1表示该纠缠粒子已经被测量，该字段为0表示该纠缠粒子尚未被测量）；通过纠缠粒子序号能够在映射表TA中查到该纠缠粒子是否已经被测量。

主机X将报文发送给发送端VPN路由器的过程如下：主机X将需要发送的数据作为数据部分添加上相应的IP首部之后封装成一个IP报文，然后将该IP报文发送给其所在网络的VPN路由器，该路由器用R_A表示。路由器R_A将接收到的所有报文按照先进先出的原则放入一个输入缓存队列HC中。

发送端VPN路由器基于量子隐形传态的方式将缓存队列HC中的报文发送给接收端的VPN路由器，接收端的VPN路由器进行测量后将得到的数据转发给主机Y；发送端VPN路由器基于量子隐形传态方式发送数据时，其生成的经典IP报文都是通过经典信道独立进行路由存储转发的，因此IP报文在传输过程中，可能存在先发的报文后到，后发的报文先到的情况；也就是说到达接收端VPN路由器的IP报文可能存在失序的问题，因此接收端VPN路由器需要解决经典IP报文失序的问题；基于量子隐形传态的方式实现数据安全传输的具体过程如下：

步骤1、如果缓存队列HC不为空，执行步骤2；如果缓存队列HC为空，则等待1ms后，重复执行步骤1；