[发明专利]密钥真随机变化的复合型高安全IP保密通信方法

权利要求书

1.一种密钥真随机变化的复合型高安全IP保密通信方法，其特征在于：实现所述通信方法的装置包括IP加密处理装置和IP解密处理装置，其中：所述IP加密处理装置包括依次连接的量子真随机数发生器模块、哈希运算模块、全IP格式隐藏加密模块和隧道传输奇偶分割模块，所述隧道传输奇偶分割模块分别与两个分组加密隧道封装模块连接；所述IP解密处理装置包括两个隧道解封分组解密模块、隧道接收奇偶合路模块、全IP格式隐藏解密模块和哈希运算模块，其中两个隧道解封分组解密模块均与隧道接收奇偶合路模块连接，所述隧道接收奇偶合路模块和哈希运算模块分别与全IP格式隐藏解密模块连接；将实时获取的量子真随机数据块与动态加密密钥k3串接并执行哈希运算，形成真随机变化的格式隐藏加密密钥，用于全IP格式隐藏加密；以掩盖密钥k4对实时获取的量子真随机数据块进行异或加密运算，隐藏掩盖链路传输的量子真随机数据块；基于格式隐藏加密密钥对整个IP报文实施格式隐藏加密，并将加密结果与经过异或掩盖加密的真随机数据块串接在一起，形成IP加密隧道载荷数据块；针对IP加密隧道载荷数据块逐字节进行奇偶分割运算，获得两个随机数据块，分别以密钥k1和k2经分组算法加密后，各自重新封装为两个IP密态报文。

2.根据权利要求1所述的密钥真随机变化的复合型高安全IP保密通信方法，其特征在于：所述IP加密处理装置对一个明文IP报文执行IP加密时，采取以下处理步骤：

第一步、将从量子真随机数发生器实时获取的与动态加密密钥k3长度相同的量子真随机数据块与k3串接并进行哈希运算，形成格式隐藏加密密钥；

第二步、基于格式隐藏加密密钥，对包括IP头在内的整个明文IP报文进行格式隐藏的分组加密，形成一个与明文IP报文长度相同的全IP分组加密发送数据块；

第三步、将由掩盖密钥k4异或加密运算后的量子真随机数据块串接在全IP分组加密发送数据块前面，形成一个IP加密隧道载荷数据块；

第四步、对总长度为奇数的IP加密隧道载荷数据块，在其后面填充一个值为0的字节；

第五步、对IP加密隧道载荷数据块进行奇偶字节分割，奇字节按先后顺序合并为一个奇字节随机数据块，偶字节也按先后顺序合并为一个偶字节随机数据块，形成两个将由链路加密传输的随机数据块；

第六步、分别基于分组加密密钥k1、k2，对随机数据块实施分组加密作为链路传输的IP报文的密态载荷，重新加封标准的IP协议头，形成两个IP密态报文：其中，将使用k1加密的IP密态报文序号值域设置为递增的奇序号值，将使用k2加密的IP密态报文序号值域设置为递增的偶序号值，并且这两个IP密态报文序号的差值为1；然后，将这两个IP密态报文发送到公共互联网中，通过路由中继转发传输到目的地IP密码机。

3.根据权利要求2所述的密钥真随机变化的复合型高安全IP保密通信方法，其特征在于：所述IP解密处理装置在接收到IP密态报文时，采取以下步骤：

第一步、剥离掉IP加密隧道传输封装的IP头；

第二步、对于奇序号对应的IP密态报文，基于密钥k1对其密态载荷实施分组解密运算，获得链路传输分组解密输出的一个奇字节随机数据块；对于偶序号对应的IP密态报文，基于密钥k2对其密态载荷实施分组解密运算，获得链路传输分组解密输出的一个偶字节随机数据块；

第三步、基于两个奇偶序号已收齐的随机数据块，执行逐字节的奇偶位置交错插入的合并运算，获得IP加密隧道载荷数据块；

第四步、将IP加密隧道载荷封装的异或加密量子真随机数据块由掩盖密钥k4异或解密后，与密钥分发协议协商的动态密钥k3串接并进行哈希运算，获得格式隐藏解密密钥；

第五步、进一步剥离掉IP加密隧道载荷封装的异或加密量子真随机数据块，分离出全IP分组加密接收数据块；

第六步、基于格式隐藏解密密钥，对全IP分组加密接收数据块进行分组解密运算，恢复出明文IP报文。