[实用新型]一种小型化电力专用量子加密一体化装置

说明书

本实用新型公开了一种小型化电力专用量子加密一体化装置，包括机壳以及设置在机壳内的电源模块、量子密钥生成模块、量子密钥管理模块和数据加解密模块；电源模块为量子密钥生成模块、量子密钥管理模块和数据加解密模块供电，量子密钥生成模块和数据加解密模块均与量子密钥管理模块通信连接，量子密钥生成模块上连接有伸出机壳的光纤接口和以太网接口，量子密钥管理模块上连接有伸出机壳的以太网接口，数据加解密模块上连接有伸出机壳的以太网接口、调试串口和USB接口，电源模块上连接有伸出机壳的电源接口。本实用新型将量子密钥生成、量子密钥管理、数据加解密三个模块设计在一个机壳内，实现了小型化、一体化，降低了成本。

技术领域

本实用新型涉及一种小型化电力专用量子加密一体化装置，属于电力量子保密通信领域。

背景技术

随着智能电网建设的逐步推进，密码技术在智能电网业务系统中得到了广泛应用，在调度自动化、用电信息采集等业务系统安全防护中发挥了重要作用。目前，电力各领域使用的密码体系一般使用非对称加密算法进行会话密钥协商，然后使用对称加密算法进行业务数据加解密。但是非对称密码体制只提供了计算安全性，不能保证无条件安全性；在目前的计算机能力不断发展的条件下，出现了可以在较短的时间内破译现有密码的方案，尤其是量子计算机的出现，将运算速度提高几个数量级，使得目前应用广泛的密码体制无法抵抗量子计算的穷举攻击，这不仅对电力系统的信息安全构成了很大威胁，也给经典密码体制带来严峻挑战。

量子密钥分发技术是近几年来新出现的一种新型通信加密手段，利用单光子水平上的量子态编码信息，通信双方可以共享大量的随机密钥。由于在物理原理上单光子不可分割，量子态不可克隆，因此量子密钥分发在物理原理上是不可窃听的，具有理论上的绝对安全性。量子密钥分配为大规模网络中应用不可破译的“One Time Pad”（一次一密，OTP）方式加密数据创造了可能性。

目前量子保密通信技术已经在电力领域开展了试点应用，现有公开的技术方案中，量子密钥生成设备、量子密钥管理设备、数据加解密设备通常都是三个独立的装置，三个装置之间通信存在安全风险；且体积较大，每个装置一般为2U—4U高度的机架式尺寸，加上各设备之间通信所需的其他网络设备，一套量子保密通信系统的装置需要占用一整个机柜，导致了设备体积大、成本高、安装工作量大，施工调试不便捷等问题，制约了量子保密通信系统在电力领域的推广使用。

实用新型内容

本实用新型提供了一种小型化电力专用量子加密一体化装置，解决了现有整套量子保密通信系统存在的问题。

为了解决上述技术问题，本实用新型所采用的技术方案是：

一种小型化电力专用量子加密一体化装置，包括机壳以及设置在机壳内的电源模块、量子密钥生成模块、量子密钥管理模块和数据加解密模块；电源模块为量子密钥生成模块、量子密钥管理模块和数据加解密模块供电，量子密钥生成模块和数据加解密模块均与量子密钥管理模块通信连接，量子密钥生成模块上连接有伸出机壳的光纤接口和以太网接口，量子密钥管理模块上连接有伸出机壳的以太网接口，数据加解密模块上连接有伸出机壳的以太网接口、调试串口和USB接口，电源模块上连接有伸出机壳的电源接口。

机壳内设置有总线，总线包括电源总线和数据总线，电源模块、量子密钥生成模块、量子密钥管理模块和数据加解密模块均连接电源总线，量子密钥生成模块、量子密钥管理模块和数据加解密模块均连接数据总线。

总线固定在位于机壳内腔中部的固定板上，量子密钥生成模块、量子密钥管理模块和数据加解密模块位于固定板前方的空腔内，电源模块位于固定板后方的空腔内。

固定板的前侧面和后侧门均设置有散热片，散热片上方的机壳上设置有热风扇。

以太网接口采用RealtekRTL8208的PHY芯片与所在模块的CPU连接。

数据加解密模块中使用电力专用密码卡进行加解密运算，密码卡通过PCI-E接口与数据加解密模块的CPU连接。