CN115801256B - 一种基于量子密钥的网络安全验证方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及网络安全验证领域，尤其涉及一种基于量子密钥的网络安全验证方法，包括：S1、划分本地服务器、冗余验证服务器与网络服务器的连接关系；S2、将量子密钥下发至本地服务器与网络服务器；S3、利用所述本地服务器与网络服务器进行首要网络安全验证得到首要安全验证结果；S4、利用所述冗余验证服务器对首要安全验证结果进行冗余验证处理得到冗余验证结果；S5、利用所述首要安全验证结果与冗余验证结果完成网络安全验证，有效利用了量子密钥的自身特性，对通信波动异常或通信数据量突然增大减小等情况做出准确判断，精准确定网络验证的安全问题，提升了网络安全的准确性及检测效率，且对正常网络通信的影响降到最低。

Description

一种基于量子密钥的网络安全验证方法

技术领域

本发明涉及网络安全验证领域，具体涉及一种基于量子密钥的网络安全验证方法。

背景技术

网络在工作及生活日常中均有大范围的使用，而网络通信安全却往往被忽略不重视，同时，由于网络带宽和数据传输情况的影响，实时监测网络上下行数据安全状态会造成一定的影响，而完全不进行网络安全检测，则会带来大量的风险和损失。量子密钥作为一种安全性可靠，且存在泄露或截取等情况时的单向不可逆，在通信安全领域有大量的应用，因此，如何将量子密钥在不影响网络正常通信的情况下进行网络安全验证成为如今急需解决的问题。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提供了一种基于量子密钥的网络安全验证方法，通过多个服务器与量子密钥的结合设置，在不影响网络正常通信的情况下，实现了对于网络安全的检测。

为实现上述目的，本发明提供了一种基于量子密钥的网络安全验证方法，包括：

S1、划分本地服务器、冗余验证服务器与网络服务器的连接关系；

S2、将量子密钥下发至本地服务器与网络服务器；

S3、利用所述本地服务器与网络服务器进行首要网络安全验证得到首要安全验证结果；

S4、利用所述冗余验证服务器对首要安全验证结果进行冗余验证处理得到冗余验证结果；

S5、利用所述首要安全验证结果与冗余验证结果完成网络安全验证。

优选的，所述划分本地服务器、冗余验证服务器与网络服务器的连接关系包括：

利用所述本地服务器与网络服务器建立双向数据传输连接关系得到主连接通道；

建立本地服务器、冗余验证服务器、网络服务器的单向数据传输连接关系得到冗余连接通道；

其中，所述本地服务器与冗余验证服务器的数量相同。

优选的，所述将量子密钥下发至本地服务器与网络服务器包括：

获取初始量子密钥与初始量子密钥对应生成时刻；

利用所述初始量子密钥与初始量子密钥对应生成时刻作为量子密钥验证包；

将所述量子密钥验证包同步下发至本地服务器与网络服务器。

优选的，利用所述本地服务器与网络服务器进行首要网络安全验证得到首要安全验证结果包括：

获取本地服务器与网络服务器的实时通讯数量；

获取所述实时通讯数量对应相邻上一时刻的历史通讯数量；

利用所述实时通讯数量与相邻上一时刻的历史通讯数量计算通讯数量变化率；

判断所述通讯数量变化率是否大于验证波动阈值，若是，则所述首要安全验证结果为存在安全风险，否则，所述首要安全验证结果为无显要安全风险；

其中，所述验证波动阈值为主连接通道数量的倒数。

进一步的，利用所述实时通讯数量与相邻上一时刻的历史通讯数量计算通讯数量变化率的计算式如下：。

其中，k为通讯数量变化率，x₁为相邻上一时刻的历史通讯数量，x₂为实时通讯数量。

优选的，利用所述冗余验证服务器对首要安全验证结果进行冗余验证处理得到冗余验证结果包括：

当所述首要安全验证结果为存在安全风险时，利用所述冗余验证服务器对存在安全风险的本地服务器与网络服务器进行加强冗余验证处理得到加强冗余验证结果；

当所述首要安全验证结果为无显要安全风险时，利用所述冗余验证服务器对无显要安全风险的本地服务器与网络服务器进行深要冗余验证处理得到深要冗余验证结果；

利用所述加强冗余验证结果与深要冗余验证结果作为冗余验证结果。

进一步的，利用所述冗余验证服务器对存在安全风险的本地服务器与网络服务器进行加强冗余验证处理得到加强冗余验证结果包括：

利用所述冗余验证服务器分别获取存在安全风险的本地服务器与网络服务器的量子密钥验证包；

判断所述本地服务器与网络服务器的量子密钥验证包的初始量子密钥生成时刻是否相同，若是，则加强冗余验证结果为通信安全无风险，否则，利用所述本地服务器与网络服务器的量子密钥验证包的初始量子密钥得到加强冗余验证结果。

进一步的，利用所述本地服务器与网络服务器的量子密钥验证包的初始量子密钥得到加强冗余验证结果包括：

获取本地服务器的量子密钥验证包的初始量子密钥作为第一初始量子密钥；

获取网络服务器的量子密钥验证包的初始量子密钥作为第二初始量子密钥；

判断所述第一初始量子密钥对应的完整量子密钥与第二初始量子密钥对应的完整量子密钥是否相同，若是，则所述加强冗余验证结果为通信安全无风险，否则，所述加强冗余验证结果为通信安全风险。

进一步的，利用所述冗余验证服务器对无显要安全风险的本地服务器与网络服务器进行深要冗余验证处理得到深要冗余验证结果包括：

判读所述无显要安全风险的本地服务器与网络服务器的主连接通道数量是否为1，若是，则利用冗余验证服务器生成深要验证量子密钥下发至本地服务器，否则，所述深要冗余验证结果为无风险；

利用所述本地服务器发送深要验证量子密钥至网络服务器，判断所述本地服务器与网络服务器的深要验证量子密钥是否相同，若是，则深要冗余验证结果为无风险，否则，深要冗余验证结果为存在泄露风险。

优选的，利用所述首要安全验证结果与冗余验证结果完成网络安全验证包括：

判断所述冗余验证结果是否存在风险，若是，则网络安全验证结果为存在网络安全风险，否则，当首要安全验证结果为存在安全风险时，所述网络安全验证结果为网络通信状态异常，当首要安全验证结果为无显要安全风险时，所述网络安全验证结果为无风险。

与最接近的现有技术相比，本发明具有的有益效果：

有效利用了量子密钥的自身特性，首先是高度随机性，即生成密钥随机且无法被预测，其次在被截取或泄露等情况时，密钥的不完整性，同时结合单独服务器对本地与网络服务器进行通信安全验证，既不影响正常通信，又可以对通信波动异常或通信数据量突然增大减小等情况做出准确判断，精准确定网络验证的安全问题，提升了网络安全的准确性及检测效率，且对正常网络通信的影响降到最低。

附图说明

图1是本发明提供的一种基于量子密钥的网络安全验证方法的流程图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步的详细说明。

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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它实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例1：

本发明提供了一种基于量子密钥的网络安全验证方法，如图1所示，包括：

S1、划分本地服务器、冗余验证服务器与网络服务器的连接关系；

S2、将量子密钥下发至本地服务器与网络服务器；

S3、利用所述本地服务器与网络服务器进行首要网络安全验证得到首要安全验证结果；

S4、利用所述冗余验证服务器对首要安全验证结果进行冗余验证处理得到冗余验证结果；

S5、利用所述首要安全验证结果与冗余验证结果完成网络安全验证。

本实施例中，一种基于量子密钥的网络安全验证方法，量子密钥的下发采用BB84协议，传送量子态光子（量子密钥）至本地服务器与网络服务器，运用一次一密的加密手段。

S1具体包括：

S1-1、利用所述本地服务器与网络服务器建立双向数据传输连接关系得到主连接通道；

S1-2、建立本地服务器、冗余验证服务器、网络服务器的单向数据传输连接关系得到冗余连接通道；

其中，所述本地服务器与冗余验证服务器的数量相同。

本实施例中，一种基于量子密钥的网络安全验证方法，所述本地服务器与冗余验证服务器的数量相同为本地服务器存在与其对应的单一冗余验证服务器。

S2具体包括：

S2-1、获取初始量子密钥与初始量子密钥对应生成时刻；

S2-2、利用所述初始量子密钥与初始量子密钥对应生成时刻作为量子密钥验证包；

S2-3、将所述量子密钥验证包同步下发至本地服务器与网络服务器。

S3具体包括：

S3-1、获取本地服务器与网络服务器的实时通讯数量；

S3-2、获取所述实时通讯数量对应相邻上一时刻的历史通讯数量；

S3-3、利用所述实时通讯数量与相邻上一时刻的历史通讯数量计算通讯数量变化率；

S3-4、判断所述通讯数量变化率是否大于验证波动阈值，若是，则所述首要安全验证结果为存在安全风险，否则，所述首要安全验证结果为无显要安全风险；

其中，所述验证波动阈值为主连接通道数量的倒数。

S3-3的计算式如下：。

其中，k为通讯数量变化率，x₁为相邻上一时刻的历史通讯数量，x₂为实时通讯数量。

S4具体包括：

S4-1、当所述首要安全验证结果为存在安全风险时，利用所述冗余验证服务器对存在安全风险的本地服务器与网络服务器进行加强冗余验证处理得到加强冗余验证结果；

S4-2、当所述首要安全验证结果为无显要安全风险时，利用所述冗余验证服务器对无显要安全风险的本地服务器与网络服务器进行深要冗余验证处理得到深要冗余验证结果；

S4-3、利用所述加强冗余验证结果与深要冗余验证结果作为冗余验证结果。

S4-1具体包括：

S4-1-1、利用所述冗余验证服务器分别获取存在安全风险的本地服务器与网络服务器的量子密钥验证包；

S4-1-2、判断所述本地服务器与网络服务器的量子密钥验证包的初始量子密钥生成时刻是否相同，若是，则加强冗余验证结果为通信安全无风险，否则，利用所述本地服务器与网络服务器的量子密钥验证包的初始量子密钥得到加强冗余验证结果。

S4-1-2具体包括：

S4-1-2-1、获取本地服务器的量子密钥验证包的初始量子密钥作为第一初始量子密钥；

S4-1-2-2、获取网络服务器的量子密钥验证包的初始量子密钥作为第二初始量子密钥；

S4-1-2-3、判断所述第一初始量子密钥对应的完整量子密钥与第二初始量子密钥对应的完整量子密钥是否相同，若是，则所述加强冗余验证结果为通信安全无风险，否则，所述加强冗余验证结果为通信安全风险。

S4-2具体包括：

S4-2-1、判读所述无显要安全风险的本地服务器与网络服务器的主连接通道数量是否为1，若是，则利用冗余验证服务器生成深要验证量子密钥下发至本地服务器，否则，所述深要冗余验证结果为无风险；

S4-2-2、利用所述本地服务器发送深要验证量子密钥至网络服务器，判断所述本地服务器与网络服务器的深要验证量子密钥是否相同，若是，则深要冗余验证结果为无风险，否则，深要冗余验证结果为存在泄露风险。

S5具体包括：

S5-1、判断所述冗余验证结果是否存在风险，若是，则网络安全验证结果为存在网络安全风险，否则，当首要安全验证结果为存在安全风险时，所述网络安全验证结果为网络通信状态异常，当首要安全验证结果为无显要安全风险时，所述网络安全验证结果为无风险。

本领域内的技术人员应明白，本发明的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本发明可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本发明可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质（包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等）上实施的计算机程序产品的形式。

本发明是参照根据本申请实施例的方法、设备（系统）、和计算机程序产品的流程图和／或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和／或方框图中的每一流程和／或方框、以及流程图和／或方框图中的流程和／或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和／或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。

这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和／或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。

这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和／或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。

最后应当说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制，尽管参照上述实施例对本发明进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本发明的具体实施方式进行修改或者等同替换，而未脱离本发明精神和范围的任何修改或者等同替换，其均应涵盖在本发明的权利要求保护范围之内。

Claims (6)

1.一种基于量子密钥的网络安全验证方法，其特征在于，包括：

S1、划分本地服务器、冗余验证服务器与网络服务器的连接关系；

S2、将量子密钥下发至本地服务器与网络服务器；

S3、利用所述本地服务器与网络服务器进行首要网络安全验证得到首要安全验证结果；

S3-1、获取本地服务器与网络服务器的实时通讯数量；

S3-2、获取所述实时通讯数量对应相邻上一时刻的历史通讯数量；

S3-3、利用所述实时通讯数量与相邻上一时刻的历史通讯数量计算通讯数量变化率；

S3-4、判断所述通讯数量变化率是否大于验证波动阈值，若是，则所述首要安全验证结果为存在安全风险，否则，所述首要安全验证结果为无显要安全风险；

其中，所述验证波动阈值为主连接通道数量的倒数；

S4、利用所述冗余验证服务器对首要安全验证结果进行冗余验证处理得到冗余验证结果；

S4-1、当所述首要安全验证结果为存在安全风险时，利用所述冗余验证服务器对存在安全风险的本地服务器与网络服务器进行加强冗余验证处理得到加强冗余验证结果；

S4-1-1、利用所述冗余验证服务器分别获取存在安全风险的本地服务器与网络服务器的量子密钥验证包；

S4-1-2、判断所述本地服务器与网络服务器的量子密钥验证包的初始量子密钥生成时刻是否相同，若是，则加强冗余验证结果为通信安全无风险，否则，利用所述本地服务器与网络服务器的量子密钥验证包的初始量子密钥得到加强冗余验证结果；

S4-1-2-1、获取本地服务器的量子密钥验证包的初始量子密钥作为第一初始量子密钥；

S4-1-2-2、获取网络服务器的量子密钥验证包的初始量子密钥作为第二初始量子密钥；

S4-1-2-3、判断所述第一初始量子密钥对应的完整量子密钥与第二初始量子密钥对应的完整量子密钥是否相同，若是，则所述加强冗余验证结果为通信安全无风险，否则，所述加强冗余验证结果为通信安全风险；

S4-2、当所述首要安全验证结果为无显要安全风险时，利用所述冗余验证服务器对无显要安全风险的本地服务器与网络服务器进行深要冗余验证处理得到深要冗余验证结果；

S4-3、利用所述加强冗余验证结果与深要冗余验证结果作为冗余验证结果；

S5、利用所述首要安全验证结果与冗余验证结果完成网络安全验证。

2.如权利要求1所述的一种基于量子密钥的网络安全验证方法，其特征在于，所述划分本地服务器、冗余验证服务器与网络服务器的连接关系包括：

利用所述本地服务器与网络服务器建立双向数据传输连接关系得到主连接通道；

建立本地服务器、冗余验证服务器、网络服务器的单向数据传输连接关系得到冗余连接通道；

其中，所述本地服务器与冗余验证服务器的数量相同。

3.如权利要求1所述的一种基于量子密钥的网络安全验证方法，其特征在于，所述将量子密钥下发至本地服务器与网络服务器包括：

获取初始量子密钥与初始量子密钥对应生成时刻；

利用所述初始量子密钥与初始量子密钥对应生成时刻作为量子密钥验证包；

将所述量子密钥验证包同步下发至本地服务器与网络服务器。

4.如权利要求1所述的一种基于量子密钥的网络安全验证方法，其特征在于，利用所述实时通讯数量与相邻上一时刻的历史通讯数量计算通讯数量变化率的计算式如下：

其中，k为通讯数量变化率，x₁为相邻上一时刻的历史通讯数量，x₂为实时通讯数量。

5.如权利要求1所述的一种基于量子密钥的网络安全验证方法，其特征在于，利用所述冗余验证服务器对无显要安全风险的本地服务器与网络服务器进行深要冗余验证处理得到深要冗余验证结果包括：

判读所述无显要安全风险的本地服务器与网络服务器的主连接通道数量是否为1，若是，则利用冗余验证服务器生成深要验证量子密钥下发至本地服务器，否则，所述深要冗余验证结果为无风险；

利用所述本地服务器发送深要验证量子密钥至网络服务器，判断所述本地服务器与网络服务器的深要验证量子密钥是否相同，若是，则深要冗余验证结果为无风险，否则，深要冗余验证结果为存在泄露风险。

6.如权利要求1所述的一种基于量子密钥的网络安全验证方法，其特征在于，利用所述首要安全验证结果与冗余验证结果完成网络安全验证包括：

判断所述冗余验证结果是否存在风险，若是，则网络安全验证结果为存在网络安全风险，否则，当首要安全验证结果为存在安全风险时，所述网络安全验证结果为网络通信状态异常，当首要安全验证结果为无显要安全风险时，所述网络安全验证结果为无风险。

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