[发明专利]一种基于量子密钥的VPN密钥管理系统、方法、设备及计算机可读介质

说明书

本发明公开了一种基于量子密钥的VPN密钥管理方法，利用客户发送端发送随机数至客户接收端，客户接收端返回客户接收端数字证书信息到客户发送端校验，若合法则选择加密算法及客户发送端数字证书发送至客户接收端验证，通过后解析加密算法发送确认信号至客户发送端；客户发送端接收后生成公钥与私钥，并发送公钥至客户接收端；客户接收端接收到后生成公钥与私钥，用私钥加密随机数并将密文与客户接收端公钥发送至客户发送端；客户发送端接收后，解密密文并比对随机数，相符则将密文与确认信号发送至客户接收端；客户接收端接收后，解密对比密文相符则建立通信，使用量子密钥进行加密通信。本发明量子密钥进行信息加密以及解密，使得密钥更具安全效率，大大提高用户在网络上的信息安全。

技术领域

本发明涉及数据通信与密钥管理领域，具体涉及一种基于量子密钥的VPN密钥管理系统、方法、设备及可读介质。

背景技术

虚拟专用网络(VPN)是一种在公共网上利用隧道技术把企业和组织在全球各地的分支机构联系起来的专用网络，由于组建虚拟专用网络的价格优势和安全优势，越来越多的公司和企业组建虚拟专用网络来进行安全可靠的数据传输。虚拟专用网络(VPN)采用各种加密技术，完成对VPN中数据的保护，能有效解决网络安全传输问题，为数据的安全性提供保障。

华中科技大学魏臻的论文《IPSec VPN密钥管理服务端的设计与实现》中提到了利用安全关联(SA)使用AH和ESP中携带的SPI编号来指示哪个SA用户数据包，还包括IP目标地址以指示端点，提供加密、数据封装和数据机密性。IPSec协议能有效确保IP网络上数据通信的完整性，机密性和身份验证。源主机和目标主机进行数据传输时必须直接执行所有加密操作，建立安全性。

上述基于IPSec协议的VPN密钥管理设计虽然可以提高网络安全性性，但是其复杂性高，维护不良极易导致关键系统故障；同时数据在信道传输过程中，防窃听和抗攻击性不强，容易被截获、修改和复制；数据传输过程存在严重的安全隐患。

因此，有点对现有的VPN密钥管理方案进行进一步地改进，使系统简单，防窃听和抗攻击性增强。

发明内容

为了解决上述技术问题，提出了一种系统简单，数据传输过程中不易被截获、修改和复制，安全性高的基于量子密钥的VPN密钥管理系统及方法。

为实现上述目的，本发明采取的技术方案如下：

一种基于量子密钥的VPN密钥管理系统，包括客户发送端、随机数发生器、密钥集和客户接收端，其中：

所述客户发送端和客户接收端均设置有控制器、对比模块和验证模块；

所述客户发送端和客户接收端分别连接有QKD设备，客户发送端和客户接收端之间人通过经典信道连接，所述QKD设备之间通过量子信道连接；

所述随机数发生器用于产生随机数；

所述QKD设备用于产生量子密钥对；

所述密钥集用于存储量子密钥对；

所述控制器用于控制对比模块和验证模块，同时用于接收随机数以及量子密钥对；

所述验证模块用于验证数字证书的合法性；

所述对比模块用于将解密后的密钥与发送的随机数数据进行比对。

一种基于量子密钥的VPN密钥管理方法，包括以下步骤：

通信双方建立通信通道：

步骤一：客户发送端生成随机数；

步骤二：TCP建立，客户发送端发送随机数至客户接收端，客户接收端接收到随机数信息后，将客户接收端数字证书信息发送至客户发送端；