CN105915337A - 量子加密微波接力通信系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种量子加密微波接力通信系统及方法，终端站一、中继站和终端站二；终端站一用于使用密钥k1对密钥k进行加密运算生成密钥e1，并将密钥e1发送给中继站；中继站用于使用密钥k1对密钥e1进行解密运算生成密钥k，并且使用密钥k2对密钥k进行加密运算生成密钥e2，中继站还用于将密钥e2发送给终端站二；终端站二用于使用密钥k2对密钥e2进行解密运算生成密钥k；密钥k1由终端站一与中继站通过量子密钥分配终端产生；密钥k2由终端站二与中继站通过量子密钥分配终端产生。最后终端站一和终端站二拥有了相同的密钥k，上述过程完成了密钥k的中继。本发明对密钥进行接力传递，实现了由终端站一将密钥k传递给终端站二。

Description

量子加密微波接力通信系统及方法

技术领域

本发明涉及一种接力通信系统及方法，尤其涉及一种量子加密微波接力通信系统及方法。

背景技术

由于微波通信的主要方式是视距通信，超过视距以后需要中继转发。一般说来，由于地球曲面的影响以及空间传输的损耗，每隔一定距离就需要设置中继站，将电波放大转发而延伸。这种通信方式，也称为微波中继通信或称微波接力通信。一个完整的长途传输微波系统由终端站，枢纽站，分路站及若干中继站组成，量子光自由空间传输也是视距通信，空间传输的损耗过大时也需要密钥中继，如图1所示。中继站，枢纽站，分路站都具有中继的功能，可以延长传输距离。终端站、中继站、枢纽站、分路站都由微波通信设备和量子密钥分配终端组成。量子密钥中继不同于微波站数据中继，微波站中继是对信号进行放大转发的，量子密钥中继是密钥的接力，它们需要结合在一起完成数据中继过程的加密保护，现有微波通信技术中还没有针对量子密钥的中继方案。

发明内容

本发明的目的在于提供一种量子加密微波接力通信系统及方法。本发明通过在微波通信系统中对量子密钥进行接力传递，实现了量子密钥中继，继而实现微波中继数据的加密保护。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案为：量子加密微波接力通信系统，终端站一、中继站和终端站二；终端站一、中继站和终端站二均由微波通信设备和量子密钥分配终端组成；其特征在于：

终端站一用于使用密钥k1对密钥k进行加密运算生成密钥e1，e1＝E(k1,k)，并将密钥e1发送给中继站；中继站用于使用密钥k1对密钥e1进行解密运算生成密钥k，k＝D(k1,e1)，并且使用密钥k2对密钥k进行加密运算生成密钥e2，e2＝E(k2,k)，中继站还用于将密钥e2发送给终端站二；终端站二用于使用密钥k2对密钥e2进行解密运算生成密钥k，k＝D(k2,e2)；密钥k1由终端站一与中继站通过量子密钥分配终端产生；密钥k2由终端站二与中继站通过量子密钥分配终端产生；当终端站一有数据需要发给终端站二时，终端站一用密钥k对数据进行加密得到加密数据并将加密数据发给中继站；中继站用于将收到的加密数据转发给终端站二；终端站二得到加密数据后用密钥k对加密数据进行解密，得到明文数据。最后终端站一和终端站二拥有了相同的密钥k，上述过程完成了密钥k的中继，实现了由终端站一将密钥k传递给终端站二，这样就完成了密钥中继与数据的加解密过程。

作为本发明进一步改进的技术方案，所述中继站是具有中继功能的中继站、枢纽站和/或分路站。为了实现上述技术目的，本发明采用的另一种技术方案为：量子加密微波接力通信方法，包括终端站一、中继站和终端站二；终端站一、中继站和终端站二均由微波通信设备和量子密钥分配终端组成；其特征在于包括以下步骤：

1)终端站一与中继站通过量子密钥分配终端生产相同的密钥k1；

2)终端站二与中继站通过量子密钥分配终端生产相同的密钥k2；

3)当终端站一有密钥k需要传递给终端站2时，首先终端站一使用密钥k1对密钥k进行加密运算生成密钥e1，e1＝E(k1,k)，然后终端站一将密钥e1发送给中继站；

4)中继站用密钥k1对密钥e1进行解密运算生成密钥k，k＝D(k1,e1)，中继站再用密钥k2对密钥k进行加密运算生成密钥e2，e2＝E(k2,k)，然后中继站将密钥e2发送给终端站二；

5)终端站二用密钥k2对密钥e2进行解密运算生成密钥k，k＝D(k2,e2)，使终端站一与终端站二拥有了相同的密钥k；

6)当终端站一有数据需要发给终端站二时，终端站一用密钥k对数据进行加密得到加密数据，然后将加密数据发给中继站，中继站收到加密数据后直接转发给终端站二，终端站二得到加密数据后用密钥k对加密数据进行解密，得到明文数据。这样就完成了密钥中继与数据的加解密过程。

作为本发明进一步改进的技术方案，所述中继站是具有中继功能的中继站、枢纽站和/或分路站。

最后终端站一和终端站二拥有了相同的密钥k，上述过程完成了密钥k的中继，实现了由终端站一将密钥k传递给终端站二。量子密钥中继不同于微波站数据中继，它不是对信号进行放大转发，而是对密钥进行接力传递。

本发明中的中继站可以是就有中继功能的中继站，枢纽站，分路站。

本发明中量子密钥中继不同于微波站数据中继，不是对信号进行放大转发，而是对密钥进行接力传递，最后终端站一和终端站二拥有了相同的密钥k，完成了密钥k的中继。

附图说明

图1是现有技术中微波接力通信系统结构示意图；

图2为本发明的结构示意图。

图3为本发明的微波通信设备与量子密钥分配终端的组合结构示意图。

具体实施方式

实施例1

如图2和图3所示，本量子加密微波接力通信系统，包括终端站一、中继站和终端站二；终端站一、中继站和终端站二均由微波通信设备和量子密钥分配终端组成；终端站一用于使用密钥k1对密钥k进行加密运算生成密钥e1，e1＝E(k1,k)，并将密钥e1发送给中继站；中继站用于使用密钥k1对密钥e1进行解密运算生成密钥k，k＝D(k1,e1)，并且使用密钥k2对密钥k进行加密运算生成密钥e2，e2＝E(k2,k)，中继站还用于将密钥e2发送给终端站二；终端站二用于使用密钥k2对密钥e2进行解密运算生成密钥k，k＝D(k2,e2)；密钥k1由终端站一与中继站通过量子密钥分配终端产生；密钥k2由终端站二与中继站通过量子密钥分配终端产生。最后终端站一和终端站二拥有了相同的密钥k，上述过程完成了密钥k的中继；当终端站一有数据需要发给终端站二时，终端站一用密钥k对数据进行加密得到加密数据并将加密数据发给中继站；中继站用于将收到的加密数据转发给终端站二；终端站二得到加密数据后用密钥k对加密数据进行解密，得到明文数据。所述中继站是具有中继功能的中继站、枢纽站和/或分路站。如图3所示，微波通信设备与量子密钥分配终端的组合，微波通信设备之间通过微波通信，量子密钥分配终端通过光自由空间方式进行。量子密钥分配完成后将密钥交给微波通信设备用于数据加解密。

实施例2

参见图2，本量子加密微波接力通信方法，包括终端站一、中继站和终端站二；终端站一、中继站和终端站二均由微波通信设备和量子密钥分配终端组成；包括以下步骤：

1)终端站一与中继站通过量子密钥分配终端生产相同的密钥k1；

2)终端站二与中继站通过量子密钥分配终端生产相同的密钥k2；

3)当终端站一有密钥k需要传递给终端站2时，首先终端站一使用密钥k1对密钥k进行加密运算生成密钥e1，e1＝E(k1,k)，然后终端站一将密钥e1发送给中继站；

4)中继站用密钥k1对密钥e1进行解密运算生成密钥k，k＝D(k1,e1)，中继站再用密钥k2对密钥k进行加密运算生成密钥e2，e2＝E(k2,k)，然后中继站将密钥e2发送给终端站二；

5)终端站二用密钥k2对密钥e2进行解密运算生成密钥k，k＝D(k2,e2)，终端站一与终端站二拥有了相同的密钥k；

6)当终端站一有数据需要发给终端站二时，终端站一用密钥k对数据进行加密得到加密数据，然后将加密数据发给中继站，中继站收到加密数据后直接转发给终端站二，终端站二得到加密数据后用密钥k对加密数据进行解密，得到明文数据，这样就完成了密钥中继与数据的加解密过程。所述中继站是具有中继功能的中继站、枢纽站和/或分路站。如图3所示，微波通信设备与量子密钥分配终端的组合，微波通信设备之间通过微波通信，量子密钥分配终端通过光自由空间方式进行。量子密钥分配完成后将密钥交给微波通信设备用于数据加解密。

最后终端站一和终端站二拥有了相同的密钥k，上述过程完成了密钥k的中继和数据的加密保护。量子密钥中继不同于微波站数据中继，它不是对信号进行放大转发，而是对密钥进行接力传递。

Claims (4)

1.一种量子加密微波接力通信系统，包括终端站一、中继站和终端站二；终端站一、中继站和终端站二均由微波通信设备和量子密钥分配终端组成；其特征在于：

终端站一用于使用密钥k1对密钥k进行加密运算生成密钥e1，e1＝E(k1,k)，并将密钥e1发送给中继站；中继站用于使用密钥k1对密钥e1进行解密运算生成密钥k，k＝D(k1,e1)，并且使用密钥k2对密钥k进行加密运算生成密钥e2，e2＝E(k2,k)，中继站还用于将密钥e2发送给终端站二；终端站二用于使用密钥k2对密钥e2进行解密运算生成密钥k，k＝D(k2,e2)；密钥k1由终端站一与中继站通过量子密钥分配终端备产生；密钥k2由终端站二与中继站通过量子密钥分配终端产生；当终端站一有数据需要发给终端站二时，终端站一用密钥k对数据进行加密得到加密数据并将加密数据发给中继站；中继站用于将收到的加密数据转发给终端站二；终端站二得到加密数据后用密钥k对加密数据进行解密，得到明文数据。

2.根据权利要求1所述的量子加密微波接力通信系统，其特征在于：所述中继站是具有中继功能的中继站、枢纽站和/或分路站。

3.一种量子加密微波接力通信方法，包括终端站一、中继站和终端站二；终端站一、中继站和终端站二均由微波通信设备和量子密钥分配终端组成；其特征在于包括以下步骤：

1)终端站一与中继站通过量子密钥分配终端生产相同的密钥k1；

2)终端站二与中继站通过量子密钥分配终端生产相同的密钥k2；

3)当终端站一有密钥k需要传递给终端站2时，首先终端站一使用密钥k1对密钥k进行加密运算生成密钥e1，e1＝E(k1,k)，然后终端站一将密钥e1发送给中继站；

4)中继站用密钥k1对密钥e1进行解密运算生成密钥k，k＝D(k1,e1)，中继站再用密钥k2对密钥k进行加密运算生成密钥e2，e2＝E(k2,k)，然后中继站将密钥e2发送给终端站二；

5)终端站二用密钥k2对密钥e2进行解密运算生成密钥k，k＝D(k2,e2)，使终端站一与终端站二拥有了相同的密钥k；

6)当终端站一有数据需要发给终端站二时，终端站一用密钥k对数据进行加密得到加密数据，然后将加密数据发给中继站；中继站收到加密数据后直接转发给终端站二，终端站二得到加密数据后用密钥k对加密数据进行解密，得到明文数据。

4.根据权利要求3所述的量子加密微波接力通信系统，其特征在于：所述中继站是具有中继功能的中继站、枢纽站和/或分路站。