CN113114474B - 一种基于芯片原子钟的量子时频密码生成识别方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种基于芯片原子钟的量子时频密码生成识别方法，过程为：基于芯片原子钟的量子时频密码生成方式对电子文件进行提取和存储：数据电子文件产生后在发送至服务器终端前，经过芯片原子钟时记录时间标签，为该电子文件生成信息摘要和记录相应的频率偏差信号作为量子密码，将电子文件、时间标签、信息摘要和量子密码打包储存到服务器中；电子文件安全识别：调用提取电子文件的芯片原子钟，与储备的芯片原子钟频率偏差数据进行相干性比对，实际真伪结果将决定用户能否调用相关电子文件。本发明使用时间信息与频率信息相结合的方法，对文件加密后能够保障电子文件的高安全性。

Description

一种基于芯片原子钟的量子时频密码生成识别方法
技术领域
本发明涉及密码生成领域，更具体地，涉及一种基于芯片原子钟的量子时频密码生成识别方法。
背景技术
随着计算机网络技术和量子计算的不断发展，服务器终端的网络安全问题面临巨大挑战。海量信息战的攻击和防御以及量子技术的不断更替，使网络安全加密技术获得新的挑战及发展机遇。时频信息是量子物理的重要参量之一，利用芯片原子钟为网络服务器提供时频信息，并对电子文件进行量子加密，可解决互联网行业海量数据文件的网络安全问题。
现有的数字时间安全认证技术由联合信任时间戳服务中心形成相关行业应用规范，其时间认证方式必须经过移动APP或PC端发送至服务中心相关部门，并根据发送到的时间产生精确的数字时间戳认证，这种认证虽具备一定社会公信力，但认证成本较高，且可能因为中间通信媒介导致业务延迟和不必要的商业损失。在频率信息方面，射频指纹识别技术在调制和应用协议方面较为复杂，理论和技术结合应用到实际的计算机网络安全结构中难度成本较高，难以体现芯片原子钟时频信号的量子特性。
发明内容
为了克服现有时频信号加密成本高、过程复杂、可用性差的缺点，本发明提出一种基于芯片原子钟的量子时频密码生成识别方法，通过加入芯片原子钟生成新的时频标签，采用时间标签和时频信号双钟比对设计，有效提高时频加密系统的稳定性和易用性，满足互联网服务器对量子时频加密的安全性和易用性需求。
为了实现上述目的，本发明的技术方案为：
一种基于芯片原子钟的量子时频密码生成识别方法，其过程为：
采用基于芯片原子钟的量子时频密码生成方式对电子文件进行提取和存储：数据电子文件产生后在发送至服务器终端前，经过芯片原子钟时记录时间标签，并为该电子文件生成信息摘要和记录相应的频率偏差信号作为量子时频指纹密码，将电子文件、时间标签、信息摘要和量子时频指纹密码储存到服务器中；
电子文件安全识别：调用提取电子文件的时间信号，并与储存的芯片原子钟频率偏差数据进行相干性比对，实际真伪结果将决定用户能否调用相关电子文件。
优选的，所述为该电子文件生成信息摘要的方式为HASH算法。
优选的，记录相应的频率偏差信号作为量子时频指纹密码其具体过程为：将芯片原子钟信号与铷原子钟产生的频率信号经过相位噪声测试模块进行比对，产生频率偏差信号，经过模数转换模块编制为量子时频指纹密码，传输进入服务器的数据存储器中存储。
优选的，电子文件安全识别中调用提取电子文件的时间信号，具体是通过时间信号提取相应指纹数据，与服务器储存的数据进行数据对齐后进行相干性分析；
优选的，电子文件安全识别中，数据相相干性比对分析结果为：波形数据比对为1时真伪结果显示为真，通过认证识别；相干性不为1时开启非法标签警报，采取相应数据保护措施。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
与现有数字时间戳和射频指纹识别技术相比，本发明使用时间信息与频率信息相结合的方法。加密技术使用芯片原子钟与铷钟比对产生的量子随机涨落信号，其信号本身具备量子特性，对文件加密后能够保障电子文件的高安全性；芯片钟体积小、功耗低，可嵌入于现有网络服务器结构，有效降低通过网络通信产生数字时间戳技术认证的通信、时间及商务成本。
附图说明
图1是用户生成电子文件后的量子加密过程示意图。
图2是芯片钟&铷钟量子时间密码产生结构示意图。
图3是量子时频识别系统方法框架示意图。
图4是芯片钟&铷钟比对产生的频率偏差信号曲线图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步描述。
本发明的设计依据是已有数字可信时间戳技术标准规范，分别搭建芯片原子钟、量子时频签名/识别系统和量子时频签名数据库，并结合射频指纹识别技术相关的认证协议和应用比对方案，产生简洁有效的芯片钟时频加密产品开发方案。
一种基于芯片原子钟的量子时频密码生成识别方法，如图1，在实际应用过程中，数据电文(电子文件)产生后将发送至服务器终端，经过芯片原子钟时记录时间标签，并为该文件生成信息摘要和记录相应的频率偏差信号作为量子密码打包储存到服务器中。文件安全识别过程中，量子时间识别标签调用提取并与储备的芯片钟频差数据进行相干性比对，实际真伪结果将决定用户能否调用相关电子文件。
在实际应用过程中，数据电文(电子文件)产生后将发送至服务器终端，经过芯片原子钟时记录时间标签，并为该文件生成信息摘要和记录相应的频率偏差信号作为量子密码储存到服务器中。
在芯片原子钟的守时过程中，时频信号的随机涨落呈现出量子特性，通过与铷钟信号的时频比对，将比对产生的频率偏差信号通过相位噪声测试仪进行记录，芯片钟&铷钟的量子密码产生方式见图2。
如图3量子时频识别系统方法框架所示，服务器认证协议将为不同应用产生的电子文件产生时间标签，时间信号由原子钟与铷钟比对后产生频率偏差信号编制为量子时频指纹密码，储存到识别读写器中；当此文件需要通过识别认证时，识别标签通过时间信号提取相应指纹数据，与原有储存数据进行数据对齐后进行相干性分析，波形数据比对为1(即完全相同)时真伪结果显示为真，通过认证识别，相干性不为1(及不完全相同)时开启非法标签警报，采取相应数据保护措施。
芯片原子钟在守时过程中，其时间表示的频率信号会存在量子随机涨落，将此信号与铷原子钟产生的频率信号经过相位噪声测试模块进行比对，产生如图4的频率偏差信号，经过模数转换模块后进行编制，传输进入数据存储器中。
相位噪声测试模块最高工作频率为500Hz，即每秒钟可采集500次芯片原子钟和铷钟的频率偏差信号。
量子时间密码的编制方式可根据用户的实际应用需求进行调整，编制过程应不破坏芯片级原子钟频率偏差信号的量子随机性。
以上所述的本发明的实施方式，并不构成对本发明保护范围的限定。任何在本发明的精神原则之内所作出的修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的权利要求保护范围之内。

Claims (3)

1.一种基于芯片原子钟的量子时频密码生成识别方法，其特征在于，其过程为：
采用基于芯片原子钟的量子时频密码生成方式对电子文件进行提取和存储：数据电子文件产生后在发送至服务器终端前，经过芯片原子钟时记录时间标签，并为该电子文件生成信息摘要和记录相应的频率偏差信号作为量子时频指纹密码，将电子文件、时间标签、信息摘要和量子时频指纹密码储存到服务器中；
记录相应的频率偏差信号作为量子时频指纹密码其具体过程为：将芯片原子钟信号与铷原子钟产生的频率信号经过相位噪声测试模块进行比对，产生频率偏差信号，经过模数转换模块编制为量子时频指纹密码，传输进入服务器的数据存储器中存储；
电子文件安全识别：调用提取电子文件的时间信号，并与储存的芯片原子钟频率偏差数据进行相干性比对，实际真伪结果将决定用户能否调用相关电子文件；
电子文件安全识别中调用提取电子文件的时间信号，具体是通过时间信号提取相应指纹数据，与服务器储存的数据进行数据对齐后进行相干性分析。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述为该电子文件生成信息摘要的方式为HASH算法。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，电子文件安全识别中，数据相干性比对分析结果为：波形数据比对为1时真伪结果显示为真，通过认证识别；相干性不为1时开启非法标签警报，采取相应数据保护措施。
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