[发明专利]基于量子分发的多波排序安全通信方法

权利要求书

1.一种基于量子分发的多波排序安全通信方法，由发送方和接收方执行，通信双方建立量子真随机数同步共享机制，根据量子分发速率和量子随机数序号二进制位数将通信数据拆分成多个数据块，单位时间内共获得 M 位量子真随机数、量子真随机数序号占据二进制位数为 m、通信数据 共 L 位，则数据块数量为 int{L/int{M/m}}+1，其中 int{}代表取整运算；将各数据块拆分成数据段，数量等于复用波长数量，将量子真随机数序列中每 3位分为一组，则可生成十进制随机序列，用以从预先商定的排序法则库内提取的排序法则；根据排序法则对数据块内数据段进行排序并利用多波长光源和 8 通道波分复用器、将 64位数据编译在 8 个波长载波并通过单光纤传输、传输历时 8 个时钟周期；以此类推，每个数据块内的数据段分别由 8 个波长传输；将同一数据块内的数据段分别加载在不同波长载波上，亦即单一载波按时序携带各数据块中的任一数据段；分别探测各波长信号、解译数据段、根据量子真随机数序号对应的排序法则将数据段重组为数据块、将数据块还原为原始通信数据。

2.根据权利要求1所述的基于量子分发的多波排序安全通信方法，其特征在于，所述方法具体包括：

步骤一、量子分发，通过量子态传递实现通信双方真随机数同步共享；

步骤二、波分排序，将通信数据拆分成数据块、将数据块按照复用波长数量拆分成数据段、根据量子真随机数序号选取排序法则、将各数据段按序加载在不同波长载波上；

步骤三、数据还原，分别探测各波长携带的数据段、按序将数据段重组为数据块、将数据块还原为原始通信数据。

3.根据权利要求1或2所述的基于量子分发的多波排序安全通信方法，其特征在于，所述同步共享机制通过传统量子密钥分发系统实现，通过量子密钥分发协议获取实时共享量子真随机数。

4.根据权利要求1或2所述的基于量子分发的多波排序安全通信方法，其特征在于，所述每个数据段仅包含一位数据。

5.根据权利要求4所述的基于量子分发的多波排序安全通信方法，其特征在于，所述通信双方之间由独立地量子信道互联；通信双方共享信息满足不可克隆要求和不可复制要求；通信双方通过协商交互和信息后处理可提出错误量子比特，获取同步共享的量子真随机数序列。

6.根据权利要求1所述的基于量子分发的多波排序安全通信方法，其特征在于，所述通信双方利用量子分发生成的真随机数序号实现排序法则的实时同步共享，将通信数据拆分成块、块内数据拆分成段、数据段按实时更新的排序法则排序、块内数据段由不同复用波长携带，分别探测各波长信号、探测结果按实时更新的排序法则逆向排序、还原原始数据。

7.根据权利要求6所述的基于量子分发的多波排序安全通信方法，其特征在于，所述数据拆分、排序、传输、逆向排序和还原具体包括：

步骤一、根据量子分发速率和量子随机数序号二进制位数将通信数据拆分成多个数据块；

步骤二、将各数据块拆分成数据段，数量等于复用波长数量；

步骤三、将同一数据块内的数据段分别加载在不同波长载波上，单一载波按时序携带各数据块中的任一数据段；

步骤四、逆向执行上述排序、拆分过程，即可完成通信数据的还原；各通信数据块、通信数据段长度相同。

8.根据权利要求1所述的基于量子分发的多波排序安全通信方法，其特征在于，所述通信双方预先商定排序法则库，所述排序法则库内包含多个互不相同的排序法则，排序法则描述了N个复用波长与数据块内数据段的对应关系；排序法则库内存储的排序法则应为总数为N！的排序法则全集的子集。

9.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现权利要求1-8任一项所述方法的步骤。