CN105846995A - VoLTE量子加密终端及加密方法 - Google Patents

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王剑锋
刘婧婧
张奇
刘云
赵义博
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Abstract

本发明公开了一种VoLTE量子加密终端，包括密钥管理中心KMC、量子密钥分发终端QKD和手持设备终端TD；量子密钥分发终端QKD用于通过量子密钥分发通道QL分发量子密钥给对端量子密钥分发终端QKD，并在任意两量子密钥分发终端QKD间生成点到点的相同密钥对；手持设备终端TD用于通过密钥通道KL从量子密钥分发终端QKD获取密钥并存储在手持设备终端TD的存储空间；密钥管理中心KMC用于通过管理通道CL管理手持设备终端TD间的密钥同步与更新。针对手持设备终端的管理通道CL是建立在4G的数据通道之上，进行终端的密钥同步与信令传输。本发明还公开了一种VoLTE量子加密方法。本发明安全性高，能够实现网络带宽资源共享，成本低。

Description

VoLTE 量子加密终端及加密方法
技术领域
本发明涉及一种针对4G的VoLTE量子密码的加密方案，尤其涉及一种VoLTE量子加密终端及加密方法。
背景技术
VoLTE是基于IMS的语音业务。IMS由于支持多种接入和丰富的多媒体业务，成为全IP时代的核心网标准架构。经历了过去几年的发展成熟后，如今IMS已经确定为移动语音的标准架构一部分。VoLTE即Voice over LTE，它是一种IP数据传输技术，无需2G/3G网，全部业务承载于4G网络上，可实现数据与语音业务在同一网络下的统一。4G网络下不仅仅提供高速率的数据业务，同时还提供高质量的音视频通话，而此便需要VoLTE技术来实现。4G的VoLTE改变了从2G到3G时的运营商网络的建设方式和运营成本，VoLTE不再保留无线通讯资源来专门跑语音了，而是所有资源全部用来跑数据——就是全部用来上网；打电话时，走2G、3G线路上的语音保留资源，这是“独占”的资源，而VoLTE所有的资源，都用来跑数据，电话语音也变成数据，大家可以“共享”网络带宽速率，显而易见，共享的资源的成本，肯定要大大低于独占的资源了，降低了费用。对于4G网络的IP化，网络通信安全也突显重要。
发明内容
本发明所要求解决的技术问题是针对上述现有技术的不足，提供一种VoLTE量子加密终端及加密方法，本VoLTE量子加密终端及加密方法安全性高，能够实现网络带宽资源共享，成本低。
为实现上述技术目的，本发明采取的技术方案是： VoLTE量子加密终端，其特征在于：包括密钥管理中心KMC、量子密钥分发终端QKD和手持设备终端TD；量子密钥分发终端QKD用于通过量子密钥分发通道QL分发量子密钥给对端量子密钥分发终端QKD，并在任意两量子密钥分发终端QKD间生成点到点的相同密钥对；手持设备终端TD用于通过密钥通道KL从量子密钥分发终端QKD获取密钥并存储在手持设备终端TD的存储空间；密钥管理中心KMC用于通过管理通道CL管理手持设备终端TD间的密钥同步与更新；；所述管理通道CL是建立在4G的数据通道之上的通道，用于针对手持设备终端进行密钥同步与信令传输。就是说针对手持设备终端的管理通道CL是建立在4G的数据通道之上，进行手持设备终端的密钥同步与信令传输。
进一步的，量子密钥分发终端QKD和手持设备分别在密钥管理中心KMC上注册登记；量子密钥分发终端QKD启动后开始分发量子密钥，在任意两量子密钥分发终端QKD间生成点到点的相同密钥对，形成量子密钥池；同时量子密钥分发终端QKD通过管理通道CL实时向密钥管理中心KMC上报密钥池的状态；两个手持设备终端TD在密钥管理中心KMC的管理下分别从由两个量子密钥分发终端QKD形成的密钥池中获取相同的量子密钥，并将两个相同的量子密钥分别注入所述两个手持设备终端TD的存储模块内；当所述两个手持设备终端TD需要建立加密通信时，密钥管理中心KMC通过管理通道CL管理所述两个手持设备终端TD的密钥存储模块内的密钥的同步和更新。
进一步的，所述密钥池的状态包括密钥池的密钥容量、密钥池中密钥产生的速度以及密钥使用状况。
为实现上述技术目的，本发明采取的另一种技术方案是：VoLTE量子加密方法，其特征在于包括以下步骤：
量子密钥分发终端QKD通过量子密钥分发通道QL分发量子密钥给对端量子密钥分发终端QKD，并在任意两QKD间生成点到点的相同密钥对；
手持设备终端TD通过密钥通道KL从量子密钥分发终端QKD获取密钥并存储在手持设备终端TD的存储空间；
密钥管理中心KMC通过管理通道CL管理手持设备终端TD间的密钥同步与更新。
进一步的，本VoLTE量子加密方法包括以下步骤：
（1）量子密钥分发终端QKD和手持设备分别在密钥管理中心KMC上注册登记；
（2）量子密钥分发终端QKD启动后开始分发量子密钥，在任意两量子密钥分发终端QKD间生成点到点的相同密钥对，形成量子密钥池；同时量子密钥分发终端QKD通过管理通道CL实时向密钥管理中心KMC上报密钥池的状态；
（3）两个手持设备终端TD在密钥管理中心KMC的管理下分别从由两个量子密钥分发终端QKD形成的密钥池中获取相同的量子密钥，并将两个相同的量子密钥分别注入所述两个手持设备终端TD的存储模块内；
（4）当所述两个手持设备终端TD需要建立加密通信时，密钥管理中心KMC通过管理通道CL管理所述两个手持设备终端TD的密钥存储模块内的密钥的同步和更新。
进一步的，所述密钥池的状态包括密钥池的密钥容量、密钥池中密钥产生的速度以及密钥使用状况。
本发明针对4G的VoLTE给出了结合量子密码的加密方案，实现语音、视频、上网的加密保护；通过4G的VoLTE传输加密数据，包括语音；视频；上网数据等，通过4G的数据通道进行终端的密钥同步与信令传输。不同与2G、3G网络，加密的数据包和信令数据包都是走IP方式。总之本发明安全性高，能够实现网络带宽资源共享，成本低。
附图说明
图1是本发明的结构示意图。
具体实施方式
实施例 1
参见图1，本VoLTE量子加密终端，包括密钥管理中心KMC、量子密钥分发终端QKD和手持设备终端TD；量子密钥分发终端QKD用于通过量子密钥分发通道QL分发量子密钥给对端量子密钥分发终端QKD，并在任意两量子密钥分发终端QKD间生成点到点的相同密钥对；手持设备终端TD用于通过密钥通道KL从量子密钥分发终端QKD获取密钥并存储在手持设备终端TD的存储空间；密钥管理中心KMC用于通过管理通道CL管理手持设备终端TD间的密钥同步与更新；所述管理通道CL是建立在4G的数据通道之上的通道，用于针对手持设备终端进行密钥同步与信令传输。就是说针对手持设备终端的管理通道CL是建立在4G的数据通道之上，进行手持设备终端的密钥同步与信令传输。
实施例 2
本VoLTE量子加密方法，包括以下步骤：
量子密钥分发终端QKD通过量子密钥分发通道QL分发量子密钥给对端量子密钥分发终端QKD，并在任意两QKD间生成点到点的相同密钥对；
手持设备终端TD通过密钥通道KL从量子密钥分发终端QKD获取密钥并存储在手持设备终端TD的存储空间；
密钥管理中心KMC通过管理通道CL管理手持设备终端TD间的密钥同步与更新。
作为优选方案，本VoLTE量子加密方法包括以下步骤：
（1）量子密钥分发终端QKD和手持设备分别在密钥管理中心KMC上注册登记；
（2）量子密钥分发终端QKD启动后开始分发量子密钥，在任意两量子密钥分发终端QKD间生成点到点的相同密钥对，形成量子密钥池；同时量子密钥分发终端QKD通过管理通道CL实时向密钥管理中心KMC上报密钥池的状态；如密钥池的密钥容量，密钥池中密钥产生的速度。
（3）两个手持设备终端TD在密钥管理中心KMC的管理下分别从由两个量子密钥分发终端QKD形成的密钥池中获取相同的量子密钥，并将两个相同的量子密钥分别注入所述两个手持设备终端TD的存储模块内；例如手持设备终端TD1和手持设备终端TD2在密钥管理中心KMC的管理下分别从量子密钥分发终端QKD1和量子密钥分发终端QKD2密钥池中获取相同的量子密钥并注入手持设备终端TD1和手持设备终端TD2的存储模块内，即手持设备终端TD1在密钥管理中心KMC的管理下从量子密钥分发终端QKD1和量子密钥分发终端QKD2的密钥池中获取相同的量子密钥并注入手持设备终端TD1的存储模块内；手持设备终端TD2在密钥管理中心KMC的管理下从量子密钥分发终端QKD1和量子密钥分发终端QKD2的密钥池中获取相同的量子密钥并注入手持设备终端TD2的存储模块内；
（4）当所述两个手持设备终端TD需要建立加密通信时，密钥管理中心KMC通过管理通道CL管理所述两个手持设备终端TD的密钥存储模块内的密钥的同步和更新；例如当手持设备终端TD1和手持设备终端TD2需要建立加密通信时，密钥管理中心KMC通过管理通道CL管理手持设备终端TD1和手持设备终端TD2的密钥存储模块内的密钥的同步和更新。

Claims (6)

1.一种VoLTE量子加密终端，其特征在于：包括密钥管理中心KMC、量子密钥分发终端QKD和手持设备终端TD；
量子密钥分发终端QKD用于通过量子密钥分发通道QL分发量子密钥给对端量子密钥分发终端QKD，并在任意两量子密钥分发终端QKD间生成点到点的相同密钥对；
手持设备终端TD用于通过密钥通道KL从量子密钥分发终端QKD获取密钥并存储在手持设备终端TD的存储空间；
密钥管理中心KMC用于通过管理通道CL管理手持设备终端TD间的密钥同步与更新；所述管理通道CL是建立在4G的数据通道之上的通道，用于针对手持设备终端进行密钥同步与信令传输。
2.根据权利要求1所述的VoLTE量子加密终端，其特征在于：量子密钥分发终端QKD和手持设备分别在密钥管理中心KMC上注册登记；量子密钥分发终端QKD启动后开始分发量子密钥，在任意两量子密钥分发终端QKD间生成点到点的相同密钥对，形成量子密钥池；同时量子密钥分发终端QKD通过管理通道CL实时向密钥管理中心KMC上报密钥池的状态；两个手持设备终端TD在密钥管理中心KMC的管理下分别从由两个量子密钥分发终端QKD形成的密钥池中获取相同的量子密钥，并将两个相同的量子密钥分别注入所述两个手持设备终端TD的存储模块内；当所述两个手持设备终端TD需要建立加密通信时，密钥管理中心KMC通过管理通道CL管理所述两个手持设备终端TD的密钥存储模块内的密钥的同步和更新。
3.根据权利要求2所述的VoLTE量子加密终端，其特征在于：所述密钥池的状态包括密钥池的密钥容量、密钥池中密钥产生的速度以及密钥使用状况。
4.一种VoLTE量子加密方法，其特征在于包括以下步骤：
量子密钥分发终端QKD通过量子密钥分发通道QL分发量子密钥给对端量子密钥分发终端QKD，并在任意两QKD间生成点到点的相同密钥对；
手持设备终端TD通过密钥通道KL从量子密钥分发终端QKD获取密钥并存储在手持设备终端TD的存储空间；
密钥管理中心KMC通过管理通道CL管理手持设备终端TD间的密钥同步与更新。
5.根据权利要求4所述的VoLTE量子加密方法，其特征在于包括以下步骤：
（1）量子密钥分发终端QKD和手持设备分别在密钥管理中心KMC上注册登记；
（2）量子密钥分发终端QKD启动后开始分发量子密钥，在任意两量子密钥分发终端QKD间生成点到点的相同密钥对，形成量子密钥池；同时量子密钥分发终端QKD通过管理通道CL实时向密钥管理中心KMC上报密钥池的状态；
（3）两个手持设备终端TD在密钥管理中心KMC的管理下分别从由两个量子密钥分发终端QKD形成的密钥池中获取相同的量子密钥，并将两个相同的量子密钥分别注入所述两个手持设备终端TD的存储模块内；
（4）当所述两个手持设备终端TD需要建立加密通信时，密钥管理中心KMC通过管理通道CL管理所述两个手持设备终端TD的密钥存储模块内的密钥的同步和更新。
6.根据权利要求5所述的VoLTE量子加密方法，其特征在于包括以下步骤：所述密钥池的状态包括密钥池的密钥容量、密钥池中密钥产生的速度以及密钥使用状况。
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