[发明专利]一种基于量子加密的短字节消息安全加密方法

说明书

本发明公开了一种基于量子加密的短字节消息安全加密方法，方法通过对消息的长度进行判断，在消息的长度小于预设长度的情况下即视为短字节消息，则随机选取填充算法将消息扩展为指定长度的伪消息，伪消息的长度被扩展之后再进行量子加密，即变为长字节的消息进行量子加密，而长字节的消息可以避免短字节消息量子加密后形成的密文容易被联想识别的问题，从而提高了明文数据的加密安全性。

技术领域

本发明涉及量子安全技术领域，具体涉及一种基于量子加密的短字节消息安全加密方法。

背景技术

互联网的快速发展，使得人们的生活变得更加便捷，与外部世界的沟通越来越顺畅，人们可以通过网络传输各种文件、实现对话交流等。随着计算机网络的快速发展，同时也带来了很多的信息隐患，尤其是信息安全问题，该问题从计算机网络诞生开始就一直存在，而人们也在研究各种加密技术来提高信息传输的安全性。

加密就是通过密码算术对数据进行转化，使之成为没有正确密钥任何人都无法读懂的密文，为了读懂密文，密文必须被转化为它的最初形式：明文；而含有用来以数学方式转换密文的双重密码就是密钥。在密钥加密的情况下，即使一则信息被截获，这则信息也是无法被阅读的。

随着对计算速度具有颠覆性提升的量子计算机问世，量子加密已成为新型且唯一可以抵御量子计算攻击的安全加密方式。量子加密采用基于量子网络，一次一密的方式，通过密钥的动态变化，使得加密后的密文理论上无法被破译；但是由于量子加密后的密文长度与明文长度一致，且量子密钥是真随机数，这就导致了明文如果是一段很简短的消息，那么形成的密文就会同样简短，在量子加密的时候如果刚好碰撞到一段全是0或者大部分是0的量子密钥，那得到的密文就会和明文有大部分内容相同，甚至和明文一模一样，这就容易被联想识别。长字节的明文消息可以避免这样的问题，但对于短字节明文消息来说，则是非常致命的。

发明内容

发明目的：本发明目的是提供一种基于量子加密的短字节消息安全加密方法，解决了现有量子加密中对于短字节消息加密后的密文被识别的几率很高，不够安全的问题。本发明有效地弥补了量子加密在短字节消息加密中的不足，采用短字节消息数据扩展为指定长度的伪消息数据，再对伪消息数据进行量子加密，从而有效解决量子加密在短字节消息加密中的劣势，进而提高量子加密的安全性。

技术方案：本发明提供一种基于量子加密的短字节消息安全加密方法，所述方法包括以下步骤：

(1)发送方与接收方均设有相同的预置的填充算法，并建立数据标识与填充算法相互映射的映射表；发送方与接收方还共享一组密钥串；

(2)发送方对需要发送的消息长度进行判断，若消息的长度大于等于预设长度，则在消息的头部增加预设标识，并将增加预设标识后的消息通过共享的密钥串进行量子加密得到密文，将密文发给接收方；若消息的长度小于预设长度则随机选取一种填充算法将消息扩展为指定长度的伪消息，并在伪消息的头部增加填充算法所对应的数据标识，将增加数据标识后的伪消息通过共享的密钥串进行量子加密得到密文，将密文发给接收方；

(3)接收方接收到密文后，首先利用共享的密钥串进行解密得到解密数据，对解密数据的头部进行标识识别，若识别的标识为预设标识，则解密数据除预设标识之外的数据为最终数据；若识别的标识为数据标识，则根据映射表提取与数据标识相对应的填充算法，并将解密数据除数据标识之外的数据输入填充算法，得到的数据为最终数据；最终数据为发送方需要发送的消息。

进一步的，所述预置的填充算法为DES算法、3DES算法或AES算法中的一种或多种。

进一步的，所述预设长度为128bit、64bit或256bit。

进一步的，所述预设标识的长度与数据标识的长度相同。

进一步的，所述预设标识的长度与数据标识的长度均为2字节。