[发明专利]一种量子通信接口的通信方法及通信系统

摘要

本发明属于量子通信技术领域，公开了一种量子通信接口的通信方法及通信系统，量子通信接口的通信系统系统包括：光子发射模块、接收模块、主控模块、量子解析模块、量子编码模块、量子调制模块、加密模块、通信评估模块。本发明通过加密模块具有高安全性、独立性、部署方便、快捷、简单；同时，通过通信评估模块对于整个量子密钥分发系统而言，能够最大化系统吞吐量，即最大化安全码率的误码协商算法才是最优的，除了协商效率，误码协商算法其他方面的性能也会对系统的安全码率产生重要影响。

主权项

1.一种量子通信接口的通信方法，其特征在于，所述量子通信接口的通信方法包括：利用加密程序对量子信号进行加密处理；包括：(1)量子通信密钥存储步骤：所述手持设备在通信时，发起呼叫的手持设备为主叫端，被呼叫的手持设备为被叫端；所述量子通信密钥基于量子密码的端对端手持设备加密方法存储在手持设备内；(2)发起呼叫步骤：当需要进行加密通信时，主叫端向被叫端发起加密通信请求；(3)量子通信密钥同步步骤：被叫端接收到加密通信请求并确认接听后，发送密钥同步请求消息给主叫端；(4)同步确认步骤：主叫端收到密钥同步请求消息后，从其密钥池中读取量子通信密钥，然后回送确认消息给被叫端；(5)呼叫应答步骤：被叫端收到确认信息后，从其密钥池中读出对应的量子通信密钥；量子通信密钥读出成功后，被叫端发送加密呼叫应答信号给主叫端，主叫端和被叫端进行加密通信；(6)加密通信步骤：主叫端的密钥管理操作系统通过第一代理接口和第二代理将量子通信密钥分配过程中的数据交互信息发送到设备管控操作系统；设备管控操作系统通过经典信道将量子通信密钥分配过程中的数据交互信息传输到被叫端；被叫端的设备管控操作系统通过经典信道收到量子通信密钥分配过程中的数据交互信息后，通过被叫端的第一代理接口和被叫端的第二代理将量子通信密钥分配过程中的数据交互信息发给被叫端的密钥管理操作系统；(7)量子信号传输步骤：主叫端的量子通信密钥分配终端控制装置和被叫端的量子通信密钥分配终端控制装置根据量子通信密钥分配过程中的数据交互信息通过量子信道进行量子信号传输。(8)量子通信密钥更新步骤：所述主叫端和被叫端使用的量子通信密钥都设定有生命周期；在通信过程中，主叫端和被叫端的量子通信密钥的使用周期分别达到设定状态后，量子通信密钥被更换为新量子通信密钥，并且新量子通信密钥更换成功后被注入主叫端和被叫端的加解密模块；步骤(6)中，进一步包括：通过主密钥MSK和属性集合S，结合子群生成密钥SK；通过访问结构M_V对应的密文CT和属性集合S对应的密钥SK恢复出消息；生成密钥SK的方法具体为：选择一个随机数t∈Z_N和随机元素并按下式生成的密钥SK：其中，hi表示与属性集合U中的第i个属性元素对应的群元素；恢复出消息M具体方法为：1)令被定义为I＝{j：ρ(j)∈S}，如果令是秘密s的一个子秘密，则存在常数{ω_j∈Z_N}使得∑_j∈Iω_jλ_j＝s，其中，a₁,...,a_t‑1为任意选取t‑1个随机数，Z_N表示1到N的整数集合；ω_j在秘密共享生成矩阵M_v大小的多项式时间内被找到，恢复出来主秘密；2)利用混合阶双线性群的正交性计算下面式子：则消息M＝C/M'＝Me(g,g)^αs/e(g,g)^αs；其中，为随机元素，C'、C_j、D_x为得到的密文CT的部分，K、L、K_ρ(j)为得到的密钥SK的部分，h_ρ(j)表示与属性集合U中的第ρ(j)个属性元素对应的群元素。