CN113225177B - 量子智能印章系统及方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及用于实体章的量子智能印章系统及方法。该方法包括申请用章的步骤、用章审批的步骤、印章解锁的步骤、量子会话密钥分发的步骤、盖章和成像的步骤、数据加密传输的步骤、以及解密的步骤。其中，在用章信息交互过程及会话密钥分发过程中应用量子密钥，通过量子密钥理论上的无法破译性保证该过程的无条件安全性，保护用章信息的安全。

Description

量子智能印章系统及方法
技术领域
本发明涉及量子保密通信领域，更具体地，涉及一种量子智能印章系统及方法。
背景技术
现有的智能印章主要有两类，一类是实体印章，另一类是数字签章。现有实体智能印章主要是通过机械结构保障印章安全，但是在暴力拆解情况下，不能提供警告信息，无法控制印章的使用；现有的另一种智能印章是以电子印章为主体，在虚拟机中给电子合同加盖电子印章后进行打印。第一种印章缺少暴力拆解提示，被偷盗或者被拆解情况下无法给管章人提供告警信息，难以保障用章安全；第二种印章在申请印章使用、用章文档盖章、用章文档审计等过程，在信息传输和数据保存的过程中存在泄密的漏洞，没有安全措施保证相关信息不被泄露和盗取，安全性得不到保障，令人堪忧。例如，在CN201610525717号专利文献中公开了一种智能印章，其中使用步进电机、MCU模块等结构对印章使用发出各项指令控制印章使用。在暴力拆解印章的情况下，该印章无法做出告警提示，印章被偷盗安全性得不到保障。连接电脑后使用MCU模块在虚拟机中给合同加盖电子章，通信模块在没有任何安全措施的情况下容易被入侵发出错误指令，在未授权情况下进行盖章操作，因此该印章具有比较低的安全性。CN201510586962号专利文献中公开了一种量子印章盖章及验证系统及其配置、盖章流程和验证方法，其中涉及的是电子印章，且主要是使用CA证书验证印章客户端和后台的合法性。CA证书根据其设计原理，在其传输等过程中信息有被盗取篡改的可能性，用户身份可以被伪造，理论上具有一定的风险性；其中提到的量子密钥用于用户身份、印章列表维护和更新、印章信息的保护，没有保护诸如文档内容、盖章时间地点等重要信息，安全系数较低。
发明内容
针对现有技术中的上述问题，本发明提出了一种针对实体章的量子智能印章系统及其方法，其中除了独特的印章系统构架之外，还特别在用章信息交互过程及会话密钥分发过程中应用量子密钥，通过量子密钥理论上的无法破译性保证该过程的无条件安全性，保护用章信息的安全。
本发明的第一方面涉及一种量子智能印章方法，其包括申请用章的步骤、用章审批的步骤、印章解锁的步骤、量子会话密钥分发的步骤、盖章和成像的步骤、数据加密传输的步骤、以及解密的步骤，其中：
在所述申请用章的步骤中，由用户端发送用章申请；
在所述用章审批的步骤中，基于印章管理平台对所述用章申请进行授权审批，并根据审批结果向实体章端发送通知；
在所述印章解锁的步骤中，进行人员身份识别，并且在所述实体章端根据所述通知和所述人员身份识别的结果控制对实体章的解锁；
在所述量子会话密钥分发的步骤中，响应于所述实体章端发送的应用申请，由量子安全服务平台向所述实体章端和所述印章管理平台分发量子会话密钥；
在所述盖章和成像的步骤中，利用所述实体章对文件进行盖章，并生成经盖章的文件的图像；
在所述数据加密传输的步骤中，在所述实体章端利用所述量子会话密钥对所述文件的图像进行加密，并传输给所述印章管理平台；
在所述解密的步骤中，在所述印章管理平台利用所述量子会话密钥对所述加密的图像进行解密。
进一步地，所述用章申请包括用章人信息、文件内容信息、盖章次数信息、盖章地点信息、盖章时间信息中的至少一种；并且/或者，所述用章申请经量子密钥加密处理。
进一步地，在所述用章审批的步骤中，所述授权审批是由授权方响应于所述印章管理平台发送的审批提醒进行的，所述通知包括响应于所述授权方的授权生成的授权用章申请单。
进一步地，在所述用章审批的步骤中，所述印章管理平台还响应于所述审批结果向所述用户端发送通知。
进一步地，在所述印章解锁的步骤中，所述人员身份识别的对象包括所述用章人或者管章人；所述通知包括响应于所述授权方的授权生成的授权用章申请单。
进一步地，在所述量子会话密钥分发的步骤中，所述应用申请是在需要用章时生成的；并且/或者，所述应用申请包括所述实体章端的ID和/或IP。
进一步地，所述应用申请经量子密钥加密处理。其中，所述量子密钥是预置的。
进一步地，在所述量子会话密钥分发的步骤中，所述应用申请是响应于所述量子安全服务平台对所述实体章端和所述印章管理平台的身份认证而生成的。
进一步地，在所述量子会话密钥分发的步骤中，所述印章管理平台响应于所述应用申请向所述量子安全服务平台发送量子会话密钥申请和量子会话密钥票据申请；
所述量子安全服务平台响应于所述量子会话密钥申请和所述量子会话密钥票据申请向所述印章管理平台分发所述量子会话密钥和量子会话密钥票据；
所述印章管理平台将所述量子会话密钥票据发送给所述实体章端；
所述实体章端将所述量子会话密钥票据发送给所述量子安全服务平台；
所述量子安全服务平台响应于所述量子会话密钥票据向所述实体章端分发所述量子会话密钥。
进一步地，本发明的量子智能印章方法还包括基于经解密的图像进行审计的步骤。
本发明的第二方面涉及一种量子智能印章系统，其包括用户端、印章管理平台、量子安全服务平台和实体章端；
所述用户端用于提交用章申请；
所述印章管理平台用于获取用章授权，以及根据所述用章授权向所述实体章端发送通知；
所述量子安全服务平台用于向所述实体章端和所述印章管理平台分发量子会话密钥；
所述实体章端包括实体章、成像单元和量子加密单元，其中，
所述成像单元用于生成经盖章的文件的图像，
所述量子加密单元用于利用所述量子会话密钥对所述经盖章的文件的图像进行加密；并且，
所述实体章端被设置成将加密图像传输给所述印章管理平台，
所述印章管理平台被设置成利用所述量子会话密钥对所述加密图像进行解密。
优选地，所述用章申请包括用章人信息、文件内容信息、盖章次数信息、盖章地点信息、盖章时间信息中的至少一种；并且/或者，所述用章申请经量子密钥加密处理。
进一步地，所述通知包括授权用章申请单；所述实体章端还包括锁保护单元、身份识别单元和控制单元，所述锁保护单元具有将所述实体章锁闭的工作状态和将所述实体章解锁的工作状态，所述控制单元用于根据所述身份识别单元提供的身份识别结果和所述授权用章申请单控制所述锁保护单元的工作状态。
进一步地，所述实体章端还被设置成在需要用章时向所述印章管理平台发送应用申请；所述印章管理平台还被设置成响应于所述应用申请向所述量子安全服务平台发送量子会话密钥申请；所述量子安全服务平台还被设置成响应于所述量子会话密钥申请向所述印章管理平台发送所述量子会话密钥。
进一步地，所述印章管理平台还被设置成响应于所述应用申请向所述量子安全服务平台发送量子会话密钥票据申请；所述量子安全服务平台还被设置成响应于所述量子会话密钥票据申请向所述印章管理平台发送量子会话密钥票据；所述印章管理平台还被设置成将所述量子会话密钥票据发送给所述实体章端；所述实体章端还被设置成将所述量子会话密钥票据发送给所述量子安全服务平台；所述量子安全服务平台还被设置成响应于所述量子会话密钥票据向所述实体章端发送所述量子会话密钥。
进一步地，所述应用申请包括所述实体章端的ID和/或IP；并且/或者，所述应用申请经量子密钥加密处理；并且/或者，所述量子安全服务平台还被设置成对所述实体章端和所述印章管理平台进行身份认证。
优选地，所述量子密钥是预置的。
优选地，所述锁保护单元还设有防拆解单元。
进一步地，所述印章管理平台还被设置用于基于解密的图像进行审计。
附图说明
下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步详细的说明。
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使用的附图作简单地介绍，显而易见，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，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，还可以根据这些附图来获得其他的附图。
图1示出了本发明的量子智能印章系统的结构原理图；
图2示出了量子智能印章方法的印章申请授权和审批流程的示例；
图3示出了本发明的量子智能印章方法的用章流程的示例。
具体实施方式
在下文中，本发明的示例性实施例将参照附图来详细描述。下面的实施例以举例的方式提供，以便充分传达本发明的精神给本发明所属领域的技术人员。因此，本发明不限于本文公开的实施例。
如图1所示，本发明的量子智能印章系统可以包括用户端、印章管理平台、量子安全服务平台和实体章端。
图2示出了本发明的量子智能印章方法的印章申请授权和审批流程的一个示例，下面将结合本发明的量子智能印章系统来进一步说明其工作原理。
如图2所示，本发明的印章方法可以包括申请用章的步骤。在该步骤中，用户(即用章人/指定使用人)可以通过用户端提出用章申请。
作为示例，用章申请可以包括与盖章相关的数据，诸如(但不限于)用章人信息、文件内容、盖章次数、盖章时间、盖章地点等。优选地，用章申请中的数据可以以加密方式进行传输，例如，利用预置于用户端的量子密钥进行加密。
用户端可以以软件或硬件的形式来实现，例如手机APP的形式或者电脑客户端等。
本发明的印章方法还可以包括用章审批步骤。在该步骤中，印章管理平台可以接收用章申请并据此获取用章授权，以及向实体章端发送授权用章申请单。
作为示例，印章管理平台在收到由用户端提交的用章申请时，可以向授权方发出用章审批提醒，并由授权方进行审批授权。当获得授权方的授权时，印章管理平台可以生成授权用章申请单并将其发送给实体章端。
为便于使用，印章管理平台还可以向用户端发送用章申请审批结果。例如，在获得授权方的授权时，向用户端发送用章审批授权通知，以便用户端对用户发出授权提示。
在本发明中，实体章端可以包括实体章、身份识别单元、锁保护单元、成像单元、量子加密单元及控制单元。
锁保护单元用于将实体章进行锁保护，例如以防止实体章被随意移动和使用。因此，锁保护单元可以具有将所述实体章锁闭的工作状态和将所述实体章解锁的工作状态。在优选示例中，锁保护单元还可以包括防拆解机构，以防止发生诸如暴力拆解等行为。
身份识别单元用于识别开锁人的身份。作为示例，身份识别单元可以(但不限于)以指纹识别、人脸识别、密码、语音识别等方式来实现。
因此，在本发明的印章方法中，还可以包括印章解锁步骤。在该解锁步骤中，控制单元可以基于授权用章申请单和身份识别单元提供的身份识别结果向锁保护单元发送解锁命令。
例如，当用章人通过用户端获知其用章申请已获授权时，用章人或者管章人可以在实体章端进行身份识别。当控制单元根据身份识别单元提供的身份识别结果确定其具有开锁权限(即为合法用户)，且实体章端已收到授权用章申请单时，则可以向锁保护单元发送解锁命令。
图3示出了本发明的量子智能印章方法的用章流程的一个示例，同样地，下面将结合本发明的量子智能印章系统来进一步说明其工作原理。
如图3所示，本发明的印章方法还可以包括量子会话密钥申请步骤。
在该量子会话密钥申请步骤中，首先可以包括印章应用申请步骤。例如，在需要用章时(例如锁保护单元解锁时，其通常意味着需要进行用章操作)，控制单元可以向印章管理平台提出应用申请，其中，应用申请的数据可以利用预置于实体章端的量子密钥进行加密。
作为示例，应用申请中可以包括(但不限于)实体章端的ID和/或IP等数据。
优选地，在由实体章端提出应用申请之前，还可以包括设备认证步骤，即，实体章端和印章管理平台向量子安全服务平台进行身份认证。在身份认证通过(即认证响应)后，再由实体章端提出应用申请。
随后，印章管理平台可以根据应用申请向量子安全服务平台申请量子会话密钥，并由量子安全服务平台向实体章端和管理平台分发量子会话密钥。
作为示例，印章管理平台可以向量子安全服务平台申请量子会话密钥和会话密钥票据。量子安全服务平台响应申请向印章管理平台分发量子会话密钥及会话密钥票据。印章管理平台将会话密钥票据发送给实体章端。实体章端(例如通过控制单元)将会话密钥票据发送给量子安全服务平台。量子安全服务平台根据会话密钥票据向实体章端分发量子会话密钥。由此，可以实现量子安全服务平台向印章管理平台和实体章端分发对称的量子会话密钥。
如图所示，本发明的印章方法还可以包括盖章和成像步骤。例如，在实体章端，利用实体章对文件进行盖章，并借助成像单元对经盖章的文件进行成像。
此外，本发明的印章方法还可以包括数据加密传输步骤。例如，量子加密单元利用量子会话密钥对经盖章的文件的图像进行加密。实体章端将经量子会话密钥加密的图像发送给印章管理平台。
最后，本发明的印章方法还可以包括解密及审计步骤。例如，在印章管理平台，利用量子会话密钥对加密图像进行解密，从而获得经盖章的文件的图像。因此，印章管理平台可以对经盖章的文件进行审计。
在完成盖章及审计过程之后，可以断开实体章端和印章管理平台的设备连接。
本发明的量子智能印章系统及方法能够对用章人身份进行有效识别，对盖章请求、文件内容、盖章的时间地点等信息进行加密传输，解决印章在使用过程中的安全性和完整性受到威胁等问题，并能够有效降低实体章端的功耗并延长其续航时间(例如，只有在需要用章时才启动量子会话密钥的分发等过程，减少不必要的待机时间)。
尽管前面结合附图通过具体实施例对本发明进行了说明，但是，本领域技术人员容易认识到，上述实施例仅仅是示例性的，用于说明本发明的原理，其并不会对本发明的范围造成限制，本领域技术人员可以对上述实施例进行各种组合、修改和等同替换，而不脱离本发明的精神和范围。

Claims (17)

1.一种量子智能印章方法，其包括申请用章的步骤、用章审批的步骤、印章解锁的步骤、量子会话密钥分发的步骤、盖章和成像的步骤、数据加密传输的步骤、以及解密的步骤，其中：
在所述申请用章的步骤中，由用户端发送用章申请；
在所述用章审批的步骤中，基于印章管理平台对所述用章申请进行授权审批，并根据审批结果向实体章端发送通知；
在所述印章解锁的步骤中，进行人员身份识别，并且在所述实体章端根据所述通知和所述人员身份识别的结果控制对实体章的解锁；
在所述量子会话密钥分发的步骤中，响应于所述实体章端发送的应用申请，由量子安全服务平台向所述实体章端和所述印章管理平台分发量子会话密钥；
在所述盖章和成像的步骤中，利用所述实体章对文件进行盖章，并生成经盖章的文件的图像；
在所述数据加密传输的步骤中，在所述实体章端利用所述量子会话密钥对所述文件的图像进行加密，并传输给所述印章管理平台；
在所述解密的步骤中，在所述印章管理平台利用所述量子会话密钥对所述加密的图像进行解密；
其中，在所述量子会话密钥分发的步骤中，所述印章管理平台响应于所述应用申请向所述量子安全服务平台发送量子会话密钥申请和量子会话密钥票据申请；
所述量子安全服务平台响应于所述量子会话密钥申请和所述量子会话密钥票据申请向所述印章管理平台分发所述量子会话密钥和量子会话密钥票据；
所述印章管理平台将所述量子会话密钥票据发送给所述实体章端；
所述实体章端将所述量子会话密钥票据发送给所述量子安全服务平台；
所述量子安全服务平台响应于所述量子会话密钥票据向所述实体章端分发所述量子会话密钥。
2.如权利要求1所述的量子智能印章方法，其中，所述用章申请包括用章人信息、文件内容信息、盖章次数信息、盖章地点信息、盖章时间信息中的至少一种；并且/或者，所述用章申请经量子密钥加密处理。
3.如权利要求1所述的量子智能印章方法，其中，在所述用章审批的步骤中，所述授权审批是由授权方响应于所述印章管理平台发送的审批提醒进行的，所述通知包括响应于所述授权方的授权生成的授权用章申请单。
4.如权利要求1所述的量子智能印章方法，其中，在所述用章审批的步骤中，所述印章管理平台还响应于所述审批结果向所述用户端发送通知。
5.如权利要求1所述的量子智能印章方法，其中，在所述印章解锁的步骤中，所述人员身份识别的对象包括用章人或者管章人；所述通知包括响应于授权方的授权生成的授权用章申请单。
6.如权利要求1所述的量子智能印章方法，其中，在所述量子会话密钥分发的步骤中，所述应用申请是在需要用章时生成的；并且/或者，所述应用申请包括所述实体章端的ID和/或IP。
7.如权利要求1所述的量子智能印章方法，其中，所述应用申请经量子密钥加密处理。
8.如权利要求2或7所述的量子智能印章方法，其中，所述量子密钥是预置的。
9.如权利要求1所述的量子智能印章方法，其中，在所述量子会话密钥分发的步骤中，所述应用申请是响应于所述量子安全服务平台对所述实体章端和所述印章管理平台的身份认证而生成的。
10.如权利要求1所述的量子智能印章方法，其还包括基于经解密的图像进行审计的步骤。
11.一种量子智能印章系统，其包括用户端、印章管理平台、量子安全服务平台和实体章端；
所述用户端用于提交用章申请；
所述印章管理平台用于获取用章授权，以及根据所述用章授权向所述实体章端发送通知；
所述量子安全服务平台用于向所述实体章端和所述印章管理平台分发量子会话密钥；
所述实体章端包括实体章、成像单元和量子加密单元，其中，
所述成像单元用于生成经盖章的文件的图像，
所述量子加密单元用于利用所述量子会话密钥对所述经盖章的文件的图像进行加密；并且，
所述实体章端被设置成将加密图像传输给所述印章管理平台，
所述印章管理平台被设置成利用所述量子会话密钥对所述加密图像进行解密；
所述实体章端还被设置成在需要用章时向所述印章管理平台发送应用申请；
所述印章管理平台还被设置成响应于所述应用申请向所述量子安全服务平台发送量子会话密钥申请；
所述量子安全服务平台还被设置成响应于所述量子会话密钥申请向所述印章管理平台发送所述量子会话密钥；
所述印章管理平台还被设置成响应于所述应用申请向所述量子安全服务平台发送量子会话密钥票据申请；
所述量子安全服务平台还被设置成响应于所述量子会话密钥票据申请向所述印章管理平台发送量子会话密钥票据；
所述印章管理平台还被设置成将所述量子会话密钥票据发送给所述实体章端；
所述实体章端还被设置成将所述量子会话密钥票据发送给所述量子安全服务平台；
所述量子安全服务平台还被设置成响应于所述量子会话密钥票据向所述实体章端发送所述量子会话密钥。
12.如权利要求11所述的量子智能印章系统，其中，所述用章申请包括用章人信息、文件内容信息、盖章次数信息、盖章地点信息、盖章时间信息中的至少一种；并且/或者，所述用章申请经量子密钥加密处理。
13.如权利要求11所述的量子智能印章系统，其中，
所述通知包括授权用章申请单；
所述实体章端还包括锁保护单元、身份识别单元和控制单元，所述锁保护单元具有将所述实体章锁闭的工作状态和将所述实体章解锁的工作状态，所述控制单元用于根据所述身份识别单元提供的身份识别结果和所述授权用章申请单控制所述锁保护单元的工作状态。
14.如权利要求11所述的量子智能印章系统，其中，
所述应用申请包括所述实体章端的ID和/或IP；
并且/或者，所述应用申请经量子密钥加密处理；
并且/或者，所述量子安全服务平台还被设置成对所述实体章端和所述印章管理平台进行身份认证。
15.如权利要求12或14所述的量子智能印章系统，其中，所述量子密钥是预置的。
16.如权利要求13所述的量子智能印章系统，其中，所述锁保护单元还设有防拆解单元。
17.如权利要求11所述的量子智能印章系统，其中，所述印章管理平台还被设置用于基于解密的图像进行审计。
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