[发明专利]随遇接入和自动充存的机动量子加密通信方法

说明书

本发明公开了一种随遇接入和自动充存的机动量子加密通信方法，依托包含无线通信模块和量子密钥分发模块的机动通信系统实施；“随遇接入”体现在机动通信系统与光纤接入站点可通过光纤接口实现双工双向量子密钥分发；“自动充存”体现在机动通信系统和光纤接入站点将在人力不可干预的前提下将有效量子密钥存入量子密钥池中，使用者只能执行光纤接口插拔操作；外场环境下，机动通信系统将通过站点链接、信道适配、密钥交换等操作实现量子保密通信。本发明能够克服光学信道阻塞对机动量子保密通信的影响，既能通过随遇接入的工作模式同时完成设备充电和密钥充存，又能通过无人介入的运行机制实现量子密钥的设备级自主使用管控，打通无线量子保密通信链路，为构建长时高效、灵活机动、全域协调的量子保密通信网络提供重要支撑。

技术领域

本发明属于量子通信学科，具体是指一种通过接入光纤站点实现量子密钥分发、将量子密钥自动充存于量子密钥池、可支持机动通信系统随时随地调用量子密钥的保密通信方法，尤其涉及一种对关键数据随遇接入和自动充存的机动量子加密通信方法、系统及存储介质。

背景技术

量子通信是一种通过远端用户量子态同步共享实现信息安全交互的前沿技术。量子通信基于海森堡测不准原理、量子不可分离原理、量子不可克隆原理等，理论上具备无条件安全特性，即窃听者无法在不引起通信双方觉察的情况下对量子通信信号进行窃听、解译和伪造。

现阶段最成熟的量子通信技术是量子保密通信技术，远端用户量子态同步共享机制被用于实现量子密钥分发，通信双方利用量子密钥对明文信息进行“一次一密”异或运算，实现信道层面对称加密。目前，绝大多数量子密钥分发系统以光量子为信息载体，无论传输信道是固网光缆还是自由空间，均需保证通信双方能够低损有效传递光子，这一特性严重影响了量子密钥分发在机动通信场景(特别是以无线电通信为代表的非视距场景)中的有效应用。

发明内容

针对现有技术，本发明要解决的技术问题是如何构建一种包含无线通信模块和量子密钥分发模块的机动通信系统，其中量子密钥分发模块只能通过光纤接口与光纤接入站点量子密钥分发模块连接并执行双工双向量子密钥分发，协商一致的有效密钥自动存入量子密钥池；外场环境下，无线通信模块将从量子密钥池自动调用密码并通过站点链接、信道适配、密钥交换等步骤实现与量子保密通信网络任意用户的随时随地互通互联。

为了达到上述效果，本发明提供的随遇接入和自动充存的机动量子加密通信方法，由机动通信系统执行，所述机动通信系统包含无线通信模块和量子密钥分发模块，将机动通信系统中的量子密钥分发模块通过光纤接口与光纤接入站点的量子密钥分发模块连接，自动实现双工双向量子密钥分发和量子密钥池的充存；在外场环境下，机动通信系统中的无线通信模块将按序调用量子密钥池中的量子密钥，实现机动量子保密通信。

优选的，上述方法具体包括：

步骤一、量子密钥的自动充存，机动通信系统与光纤接入站点通过光纤接口相连，双方自动执行量子密钥分发功能，将有效量子密钥依序存入量子密钥池中；

步骤二、随遇接入量子保密通信，外场环境下机动通信系统将与其通信对象通过一系列无线和固定站点建立通信连接，通过一系列量子密钥交换完成随时随地量子保密通信。

优选的，上述机动通信系统和光纤接入站点的量子密钥分发模块，一经光纤接口连接即执行双工双向量子密钥分发功能并将协商一致的有效量子密钥自动存入量子密钥池。

优选的，上述量子密钥池不设人机接口，只接受无线通信模块调用，任何拆卸系统、读取密钥的操作都将引起量子密钥池的清零操作，确保量子密钥的设备级自主使用管控。

优选的，上述外场环境下，无线通信模块将自动从量子密钥池中按序取用量子密钥，实施随遇接入量子保密通信并实时监测量子密钥池余量，当密钥不足时提醒用户并切换至非量子保密模式，机动通信系统能够通过量子保密通信连接的设备需位于量子密钥自洽域内，即各设备需通过固网分发或接入充存具备量子密钥交换能力。