CN107359994A - 一种量子密码与经典密码相融合的一体化加密装置 - Google Patents

一种量子密码与经典密码相融合的一体化加密装置 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种量子密码与经典密码相融合的一体化加密装置，通过请求接收模块获取非对称密钥请求，在经典密钥生成模块中生成非对称密钥，最后通过密钥加密模块和密钥发送模块对非对称密钥的私钥通过量子密钥进行一次一密的加密处理，生成融合加密内容，并进行安全传输。由于本发明考虑到私钥的绝对安全传输，结合量子保密通信的安全密钥分发技术，对私钥采用量子密码进行一次一密的安全传输，从而将非对称密钥的安全传输等级提高到与量子密钥相同的安全级别。进而实现了提高密钥传输的效率和安全性的目的。

Description

一种量子密码与经典密码相融合的一体化加密装置
技术领域
本发明涉及密钥技术领域，特别是涉及一种量子密码与经典密码相融合的一体化加密装置。
背景技术
最近几年，伴随着计算机和互联网技术的不断进步，计算机网络已经被广泛地应用到日常工作和生活的各个领域。信息技术的应用提高了工作效率，促进了多个行业的发展。同时，只有采用有效的措施来保障信息的安全，才能更好地促进互联网信息的发展。
目前，为了保证信息传输的安全通常会采用密钥对信息进行加密。在传统的PKI(Public Key Infrastructure，公钥基础设施)技术下，非对称密钥对可以集中在线生成。其中，PKI技术是一种遵循既定标准的密钥管理平台，它能够为所有网络应用提供加密和数字签名等密码服务以及所需的密钥和证书管理体系，也就是说，PKI就是利用公钥理论及技术建立的提供安全服务的基础设施。由于在传统的PKI环境中，非对称密钥对生成以后，包括公开发布的公钥和用户自己秘密保存的私钥，即信息发送这用公开密钥去加密，而信息接受者则用私用密钥去解密。为了将私钥安全分发给指定的用户和系统，通常采用线下物理介质的形式进行存储和传递，但是，这种私钥的在线传输存在一定的监听和窃取风险。
发明内容
针对于上述问题，本发明提供一种量子密码与经典密码相融合的一体化加密装置，实现了提高密钥传输的效率和安全性的目的。
为了实现上述目的，根据本发明提供了一种量子密码与经典密码相融合的一体化加密装置，该装置包括：
请求接收模块，用于接收申请端的非对称密钥请求，其中，所述申请端包括用户和业务系统；
经典密钥生成模块，用于根据所述非对称密钥请求，生成非对称密钥；
密钥加密模块，用于对所述非对称密钥的私钥，通过量子密钥进行一次一密的加密处理，生成融合加密内容；
密钥发送模块，用于将所述融合加密内容发送至所述申请端。
优选的，该装置还包括：
经典密钥管理模块，用于对生成的非对称密钥进行签名和存储管理。
优选的，该装置还包括：
量子密钥随机数生成器，用于生成物理随机数；
量子密钥生成模块，用于根据所述物理随机数和量子密钥池的密钥情况，生成量子密钥。
优选的，该装置还包括：
量子密钥管理模块，用于对生成的量子密钥进行存储和管理。
优选的，该装置还包括：
量子密钥协商模块，用于控制所述量子密钥与对端设备的光量子处理和密钥的协商。
相较于现有技术，本发明通过请求接收模块接收申请端的非对称密钥请求；在经典密钥生成模块中根据所述非对称密钥请求，生成非对称密钥；在密钥加密模块对所述非对称密钥的私钥，通过量子密钥进行一次一密的加密处理，生成融合加密内容；密钥发送模块将所述融合加密内容发送至所述申请端。由于本发明考虑到私钥的绝对安全传输，结合量子保密通信的安全密钥分发技术，对私钥采用量子密码进行一次一密的安全传输，从而将非对称密钥的安全传输等级提高到与量子密钥相同的安全级别。进而实现了提高密钥传输的效率和安全性的目的。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例提供的一种量子密码与经典密码相融合的一体化加密装置的结构示意图；
图2为本发明实施例提供的一种量子密码与经典密码相融合的一体化加密方法的流程示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”和“第二”等是用于区别不同的对象，而不是用于描述特定的顺序。此外术语“包括”和“具有”以及他们任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。例如包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备没有设定于已列出的步骤或单元，而是可包括没有列出的步骤或单元。
参见图1为本发明实施例提供的一种量子密码与经典密码相融合的一体化加密装置的结构示意图，该装置包括：
请求接收模块1，用于接收申请端的非对称密钥请求，其中，所述申请端包括用户和业务系统；
经典密钥生成模块2，用于根据所述非对称密钥请求，生成非对称密钥；
具体的，具体的，首先是接收用户和业务系统对非对称密钥的请求，然后解析所述请求并根据所述请求依据非对称加密算法，生成非对称密钥。在本发明实施例中非对称加密算法可以采用RSA、DSA、SM2或者SM9中的任何一种算法，也可以采用其他非对称加密算法，本发明对此不做限制。
密钥加密模块3，用于对所述非对称密钥的私钥，通过量子密钥进行一次一密的加密处理，生成融合加密内容；
可以理解的是，量子密码是基于力学测量原理的量子态观测上的安全密钥，能够从根本上保证密钥的安全性；一次一密指在流密码当中使用与消息长度等长的随机密码，密钥本身只使用一次。因为使用与消息等长的随机密钥，产生与原文没有任何统计关系的随机输出，所以一次一密方案不可破解。因此在本发明中通过量子密钥进行一次一密的加密处理，实现了非对称密钥的安全传输。
密钥发送模块4，用于将所述融合加密内容发送至所述申请端。
也就是，将通过量子密钥进行一次一密加密的内容发送给请求的用户或者业务系统，相应用户或应用系统获取到经融合加密方法加密后的私钥，可进行认证、签名和加密服务。
对应的，该装置还包括：
经典密钥管理模块5，用于对生成的非对称密钥进行签名和存储管理。
可以理解的是，对已生成的非对称密钥进行签名和存储管理，是为了方便对非对称密钥进行状态和过期查询等。
相应的，该装置还包括：
量子密钥随机数生成器6，用于生成物理随机数；
量子密钥生成模块7，用于根据所述物理随机数和量子密钥池的密钥情况，生成量子密钥。
可以理解的是，量子通信具有高效率和绝对安全的特点，体现在量子加密的密钥是随机的，即使被窃取者截取，也无法得到正确的密钥，因此无法破解信息；另一方面，当量子系统被干扰时存储在量子态的信息被不可逆转地改变，因此窃取者由于干扰而得到的信息已经破坏，并非原有信息。所以在本发明中结合量子保密通信中量子密钥分发的安全性进行方法的实施，先生成量子密钥的物理随机数，即采用物理方法产生的随机数，该随机数是用于生成具有随机性的量子密码；然后结合量子密钥池的密钥量情况，判断量子密钥的数量是否满足量子密钥加密任务的需求，如果满足则采用量子密钥进行一次一密加密，如果不满足则生成量子密钥。
对应的，该装置还包括：
量子密钥管理模块8，用于对生成的量子密钥进行存储和管理。
可以理解的是，对生成的量子密钥进行存储和使用消耗的集中管理，其主要目的是实时了解量子密钥池中密钥量情况，能够得知量子密钥的数量。
相应的，该装置还包括：
量子密钥协商模块9，用于控制所述量子密钥与对端设备的光量子处理和密钥的协商。
其中，所述的对端设备为线路两端的设备。
具体的对应所述一种量子密码与经典密码相融合的一体化加密装置，参见图2提供了该装置工作的简要流程，即一种量子密码与经典密码相融合的一体化加密方法，包括：
S11、接收申请端的非对称密钥请求，其中，所述申请端包括用户和业务系统；
S12、根据所述非对称密钥请求，生成非对称密钥；
S13、对所述非对称密钥的私钥，通过量子密钥进行一次一密的加密处理，生成融合加密内容；
S14、将所述融合加密内容发送至所述申请端。
在本发明的实施例中，通过请求接收模块获取非对称密钥请求，在经典密钥生成模块中生成非对称密钥，最后通过密钥加密模块和密钥发送模块对非对称密钥的私钥通过量子密钥进行一次一密的加密处理，生成融合加密内容，并进行安全传输。由于本发明考虑到私钥的绝对安全传输，结合量子保密通信的安全密钥分发技术，对私钥采用量子密码进行一次一密的安全传输，从而将非对称密钥的安全传输等级提高到与量子密钥相同的安全级别。进而实现了提高密钥传输的效率和安全性的目的。
本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的装置而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (5)

1.一种量子密码与经典密码相融合的一体化加密装置，其特征在于，该装置包括：
请求接收模块，用于接收申请端的非对称密钥请求，其中，所述申请端包括用户和业务系统；
经典密钥生成模块，用于根据所述非对称密钥请求，生成非对称密钥；
密钥加密模块，用于对所述非对称密钥的私钥，通过量子密钥进行一次一密的加密处理，生成融合加密内容；
密钥发送模块，用于将所述融合加密内容发送至所述申请端。
2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，该装置还包括：
经典密钥管理模块，用于对生成的非对称密钥进行签名和存储管理。
3.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，该装置还包括：
量子密钥随机数生成器，用于生成物理随机数；
量子密钥生成模块，用于根据所述物理随机数和量子密钥池的密钥情况，生成量子密钥。
4.根据权利要求3所述的装置，其特征在于，该装置还包括：
量子密钥管理模块，用于对生成的量子密钥进行存储和管理。
5.根据权利要求3所述的装置，其特征在于，该装置还包括：
量子密钥协商模块，用于控制所述量子密钥与对端设备的光量子处理和密钥的协商。
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