CN116232629A - 一种基于量子密码保护的多链路数据粒子传输方法 - Google Patents

一种基于量子密码保护的多链路数据粒子传输方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种基于量子密码保护的多链路数据粒子传输方法，包括：获取待传输业务数据，并将待传输业务数据进行数据离子化处理得到数据粒子，且将数据粒子进行分发；基于分发结果调取量子密钥，并基于量子密钥和加密算法对数据粒子进行对称加密，且对加密后的数据粒子进行封装得到量子数据传输载荷；基于构建的多链路对量子数据传输载荷进行传输，并当传输结束后对量子数据传输载荷中的密文数据进行解密且重组，完成对数据的传输。一个数据粒子使用一个量子密钥进行加密，达到一数一密，有效解决了量子计算对经典密码安全性构成极大威胁，避免了量子计算对多链路数据粒子传输的安全性带来的极大挑战，实现多链路传输数据的长期安全。

Description

一种基于量子密码保护的多链路数据粒子传输方法
技术领域
本发明涉及数据处理技术领域，特别涉及一种基于量子密码保护的多链路数据粒子传输方法。
背景技术
目前，随着量子计算的发展，不具有量子安全特性的密码算法被量子计算破解，且已经在事实上形成了巨大的信息安全风险；
同时，量子计算对经典密码安全性构成极大威胁，对多链路数据离子化传输的安全性带来极大挑战，故在多链路数据传输机密性保护中引入量子密钥配合现有对称加密算法可以实现传输数据的长期安全；
因此，本发明提供了一种基于量子密码保护的多链路数据粒子传输方法。
发明内容
本发明提供一种基于量子密码保护的多链路数据粒子传输方法，用以通过引入量子密钥和加密算法对数据粒子进行机密性保护，一个数据粒子使用一个量子密钥进行加密，达到一数一密，有效解决了量子计算对经典密码安全性构成极大威胁，避免了量子计算对多链路数据粒子传输的安全性带来的极大挑战，实现多链路传输数据的长期安全。
本发明提供了一种基于量子密码保护的多链路数据粒子传输方法，包括：
步骤1：获取待传输业务数据，并将待传输业务数据进行数据离子化处理得到数据粒子，且将数据粒子进行分发；
步骤2：基于分发结果调取量子密钥，并基于量子密钥和加密算法对数据粒子进行对称加密，且对加密后的数据粒子进行封装得到量子数据传输载荷；
步骤3：基于构建的多链路对量子数据传输载荷进行传输，并当传输结束后对量子数据传输载荷中的密文数据进行解密且重组，完成对数据的传输。
优选的，一种基于量子密码保护的多链路数据粒子传输方法，步骤1中，获取待传输业务数据，并将待传输业务数据进行数据离子化处理得到数据粒子，包括：
获取待传输业务数据，并提取待传输业务数据的属性信息，且基于属性信息从预设数据预处理规则库中匹配目标数据预处理规则；
基于目标数据预处理规则对待传输业务数据进行处理，并基于处理结果获取对待传输业务数据的拆分单位，且基于拆分单位确定对待传输业务数据的目标拆分点；
基于目标拆分点对待传输业务数据进行标记，并基于标记结果对待传输业务数据进行拆分，得到数据粒子，完成对待传输业务数据的离子化处理。
优选的，一种基于量子密码保护的多链路数据粒子传输方法，步骤1中，将数据粒子进行分发，包括：
获取对待传输业务数据进行数据离子化处理后得到的数据粒子，并对数据粒子进行统计，得到数据粒子对应的第一目标数量，同时，对链路数量进行统计，得到链路对应的第二目标数量；
基于第一目标数量以及第二目标数量对每条链路上的数据粒子进行负载均衡，得到每一链路对数据粒子进行传输的第三目标数量；
基于第三目标数量对数据粒子进行分组，并基于分组结果将每一链路对应的数据粒子分发至对应的链路，完成对数据粒子的分发。
优选的，一种基于量子密码保护的多链路数据粒子传输方法，完成对数据粒子的分发，包括：
获取对数据粒子的分发结果，并基于分发结果确定每一链路对应的数据粒子的第三目标数量，同时，提取每一链路对应的链路标识，并锁定链路标识与对应的数据粒子的第三目标数量的对应关系；
获取对数据粒子的分发结果进行记录的目标记录任务，并基于目标记录任务从预设数据记录报表库中匹配目标数据记录报表，且基于对应关系将链路标识与对应的数据粒子的第三目标数量进行记录，得到目标报表；
将目标报表基于无线传输网络传输至管理终端进行记录并存储。
优选的，一种基于量子密码保护的多链路数据粒子传输方法，步骤2中，基于分发结果调取量子密钥，包括：
获取对数据粒子的分发结果，并基于分发结果确定各链路对数据粒子的待传输量；
基于待传输量生成密钥分发指令，并将密钥分发指令传输至量子密码机，且量子密码机对接收到的密钥分发指令进行解析，得到各链路对应的量子密钥个数，其中，各链路的量子密钥个数与对数据粒子的待传输量一致；
基于量子密钥个数将各链路对应的量子密钥进行装包，并基于量子密码机将装包后的量子密钥分发至相应的链路。
优选的，一种基于量子密码保护的多链路数据粒子传输方法，步骤2中，基于量子密钥和加密算法对数据粒子进行对称加密，且对加密后的数据粒子进行封装得到量子数据载荷，包括：
获取各链路对应的数据粒子，并基于数据粒子的数据特征确定数据粒子的业务属性，且基于业务属性确定对数据粒子的目标加密等级；
基于目标加密等级确定对量子密钥的更新频率，并基于更新频率对量子密钥进行更新，得到实时量子密钥；
对数据粒子进行序列化处理，得到数据粒子对应的明文帧序列，并对明文帧序列进行解析，得到各明文帧的结构特征；
基于实时量子密钥和加密算法生成加密帧，并基于结构特征确定加密帧在数据粒子对应的明文帧序列中的目标插入位置，且基于目标插入位置通过加密帧对数据粒子进行加密，其中，一个量子密钥对应一个数据粒子。
优选的，一种基于量子密码保护的多链路数据粒子传输方法，基于目标插入位置通过加密帧对数据粒子进行加密，包括：
获取对数据粒子的加密结果，并基于加密结果确定数据粒子对应的量子密钥的量子密钥序列号，同时，获取各链路的配置参数，并基于配置参数确定加密的数据粒子在各链路中传输时的协议版本号；
基于对数据粒子的加密结果确定数据粒子的标志以及数据粒子对应的目标长度，并基于预设封装格式对量子密钥序列号、协议版本号、标志以及目标长度进行相应赋值；
基于赋值结果将量子密钥序列号、协议版本号、标志以及目标长度与加密后的数据粒子进行封装，得到子数据传输载荷。
优选的，一种基于量子密码保护的多链路数据粒子传输方法，步骤3中，基于构建的多链路对量子数据传输载荷进行传输，并当传输结束后对量子数据传输载荷中的密文数据进行解密且重组，完成对数据的传输，包括：
获取封装后的量子数据传输载荷，并在各链路中构建数据缓存队列，且将量子数据传载荷上传至数据缓存队列；
确定数据缓存队列中各量子数据传输载荷的业务权重，并基于业务权重递减顺序对数据缓存队列中各量子数据传输载荷进行排序，得到待传输队列；
同时，获取对待传输业务数据的目标传输安全要求，并基于目标传输安全要求生成目标数量的中间数据，且将中间数据在目标传输队列中的随机插入，得到目标待传输队列；
基于各链路的传输参数确定对目标待传输队列种各量子数据传输载荷的传输时间节点，并基于传输时间节点对各量子数据传输载荷进行传输。
优选的，一种基于量子密码保护的多链路数据粒子传输方法，基于传输时间节点对各量子数据传输载荷进行传输，包括：
基于预设数据接收端对各量子数据传输载荷进行接收，并基于接收结果对各量子数据传输载荷进行解封装，得到各量子数据传输载荷对应的量子密钥的量子密钥序列号；
基于量子密钥序列号向量子密码机发送量子密钥调取请求，且基于量子密钥调取请求调取各量子数据传输载荷中加密的数据粒子对应的目标量子密钥，并基于目标量子密钥以及加密算法对各量子数据传输载荷中加密的数据粒子进行解密，得到明文数据粒子；
提取各明文数据粒子对应的数据标识，并基于数据标识确定各明文数据粒子之间的相对首尾关系，且基于首尾关系对各明文数据粒子进行第一拼接，得到各链路对应的数据片段；
将各链路对应的数据片段进行第二拼接，得到业务数据原文。
优选的，一种基于量子密码保护的多链路数据粒子传输方法，得到业务数据原文，包括：
获取对各量子数据传输载荷的解封装结果，并基于解封装结果提取各量子数据传输载荷中携带的数据长度值；
基于数据长度值确定各数据粒子的第一数据长度，并将各数据粒子的第一数据长度进行求和，得到拼接后的业务数据原文的第二数据长度，同时，获取待传输业务数据的第三数据长度；
将第二数据长度与第三数据长度进行比较；
若第二数据长度与第三数据长度相同，判定对待传输业务数据的传输合格；
否则，判定对待传输业务数据的传输不合格，并重新基于量子密钥对待传输业务数据进行加密且传输，直至第二数据长度与第三数据长度相同。
本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过在所写的说明书、权利要求书、以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。
下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。
附图说明
附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：
图1为本发明实施例中一种基于量子密码保护的多链路数据粒子传输方法的流程图；
图2为本发明实施例中一种基于量子密码保护的多链路数据粒子传输方法中步骤1的流程图；
图3为本发明实施例中一种基于量子密码保护的多链路数据粒子传输方法中步骤2的流程图。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。
实施例1：
本实施例提供了一种基于量子密码保护的多链路数据粒子传输方法，如图1所示，包括：
步骤1：获取待传输业务数据，并将待传输业务数据进行数据离子化处理得到数据粒子，且将数据粒子进行分发；
步骤2：基于分发结果调取量子密钥，并基于量子密钥和加密算法对数据粒子进行对称加密，且对加密后的数据粒子进行封装得到量子数据传输载荷；
步骤3：基于构建的多链路对量子数据传输载荷进行传输，并当传输结束后对量子数据传输载荷中的密文数据进行解密且重组，完成对数据的传输。
该实施例中，待传输业务数据指的是需要通过多链路进行传输的数据。
该实施例中，数据离子化处理指的是将待传输数据进行拆分，是将待传输业务数据拆分为数据能够独立存在的最小单位的形式。
该实施例中，数据粒子指的是将待传输业务数据进行拆分后得到的数据，且不唯一。
该实施例中，将数据粒子进行分发指的是将对待传输业务数据进行拆分后得到的数据分别下发至对应的数据链路，从而便于通过多条链路对待传输业务数据进行传输。
该实施例中，量子密钥是从量子密码机获取的，是用于在对待传输业务数据对应的数据粒子进行加密或解密时，在对应算法中输入的参数，从而实现通过量子密钥和加密算法实现对数据粒子进行相应的加密以及解密。
该实施例中，加密算法是提前设定好的，具体可以是AES、DES、3DES，国密SM4等。
该实施例中，对称加密指的是使用同一个密钥对待传输业务数据对应的数据粒子进行加密以及解密。
该实施例中，量子数据载荷指的是将待传输业务数据对应的数据粒子封装至对应的数据载体后得到的最终待传输数据。
该实施例中，当传输结束后对量子数据载荷中的密文数据进行解密且重组指的是通过与加密是相同的量子密钥以及加密算对量子数据载荷中的密文数据进行解密，并根据数据粒子在原始待传输业务数据中的位置等信息进行重新拼接。
该实施例中，密文数据指的是通过量子密钥和加密算法对数据粒子进行加密后得到的数据。
上述技术方案的有益效果是：通过引入量子密钥和加密算法对数据粒子进行机密性保护，一个数据粒子使用一个量子密钥进行加密，达到一数一密，有效解决了量子计算对经典密码安全性构成极大威胁，避免了量子计算对多链路数据粒子传输的安全性带来的极大挑战，实现多链路传输数据的长期安全。
实施例2：
在实施例1的基础上，本实施例提供了一种基于量子密码保护的多链路数据粒子传输方法，如图2所示，步骤1中，获取待传输业务数据，并将待传输业务数据进行数据离子化处理得到数据粒子，包括：
步骤201：获取待传输业务数据，并提取待传输业务数据的属性信息，且基于属性信息从预设数据预处理规则库中匹配目标数据预处理规则；
步骤202：基于目标数据预处理规则对待传输业务数据进行处理，并基于处理结果获取对待传输业务数据的拆分单位，且基于拆分单位确定对待传输业务数据的目标拆分点；
步骤203：基于目标拆分点对待传输业务数据进行标记，并基于标记结果对待传输业务数据进行拆分，得到数据粒子，完成对待传输业务数据的离子化处理。
该实施例中，属性信息指的是待传输业务数据的种类、数量以及对应的取值范围等。
该实施例中，预设数据预处理规则库是提前设定好的，用于存储不同数据种类对应的数据预处理规则。
该实施例中，目标数据预处理规则指的是适用于对当前待处理业务数据进行预处理的数据预处理规则。
该实施例中，基于目标数据预处理规则对待传输业务数据进行处理指的是对待传输业务数据进行分类以及清洗等操作。
该实施例中，拆分单位指的是对待传输业务数据进行离子化处理的标准，即每一段数据包含的数据量。
该实施例中，目标拆分点指的是用于对待传输业务数据进行拆分的数据点，便于对待传输业务数据进行离子化处理。
上述技术方案的有益效果是：通过从预设数据预处理规则库中匹配目标数据预处理规则，并通过目标数据预处理规则对待传输业务数据进行处理，且在处理后确定对待传输业务数据的拆分单位，从而实现对待传输业务数据进行准确有效的数据离子化处理，也为对待传输数据进行量子密码加密提供了便利。
实施例3：
在实施例1的基础上，本实施例提供了一种基于量子密码保护的多链路数据粒子传输方法，步骤1中，将数据粒子进行分发，包括：
获取对待传输业务数据进行数据离子化处理后得到的数据粒子，并对数据粒子进行统计，得到数据粒子对应的第一目标数量，同时，对链路数量进行统计，得到链路对应的第二目标数量；
基于第一目标数量以及第二目标数量对每条链路上的数据粒子进行负载均衡，得到每一链路对数据粒子进行传输的第三目标数量；
基于第三目标数量对数据粒子进行分组，并基于分组结果将每一链路对应的数据粒子分发至对应的链路，完成对数据粒子的分发。
该实施例中，第一目标数量是用于表征对待传输业务数据进行离子化处理后得到的数据粒子的总量。
该实施例中，第二目标数量是用于表征能够对待传输业务数据对应的数据粒子进行传输的链路的数量。
该实施例中，负载均衡指的是根据每一链路的传输能力确定每一链路能够进行传输数据粒子的数量；
该实施例中，第三目标数量是用于表征每一链路能够进行传输的数据粒子的量。
上述技术方案的有益效果是：通过对待传输业务数据进行数据离子化处理后的数据粒子以及链路的数量进行统计，实现对每一链路上的待传输数据的数字粒子的量进行均衡，实现每一链路的数据粒子传输量进行准确有效的确认，从而便于将数据粒子准确有效的下发至相应的链路，便于在确保传输安全的前提下提高了对待传输业务数据的传输效率。
实施例4：
在实施例3的基础上，本实施例提供了一种基于量子密码保护的多链路数据粒子传输方法，完成对数据粒子的分发，包括：
获取对数据粒子的分发结果，并基于分发结果确定每一链路对应的数据粒子的第三目标数量，同时，提取每一链路对应的链路标识，并锁定链路标识与对应的数据粒子的第三目标数量的对应关系；
获取对数据粒子的分发结果进行记录的目标记录任务，并基于目标记录任务从预设数据记录报表库中匹配目标数据记录报表，且基于对应关系将链路标识与对应的数据粒子的第三目标数量进行记录，得到目标报表；
将目标报表基于无线传输网络传输至管理终端进行记录并存储。
该实施例中，链路标识指的是用于标记不同链路的一种标记标签，通过该标签可快速准确的判定对应链路对数据粒子的传输情况。
该实施例中，对应关系指的是各个链路与对应的数据粒子量之间的关系，即一条链路对应一个数据粒子量。
该实施例中，目标记录任务指的是对各链路分发的数据粒子的情况进行记录的目的等。
该实施例中，预设数据记录报表库是提前设定好的，用于存储不同的数据记录报表。
该实施例中，目标数据记录报表指的是适用于对链路标识以及对应数据粒子数量进行记录的数据报表。
该实施例中，目标报表指的是将链路标识以及各链路对应的数据粒子的数量在目标数据记录报表中进行记录后得到的最终的记录表格。
上述技术方案的有益效果是：通过确定每一链路对应的数据粒子的第三目标数量，并确定各链路的链路标识与数据粒子数量之间的对应关系，从而实现从预设数据记录报表中匹配对应的目标数据记录报表，并将各链路对应的链路标识以及各链路对应的数据粒子的数量进行记录，并将记录结果传输至管理终端进行记录存储，便于管理终端及时了解各链路对待传输业务数据的传输任务，从而便于及时查看各链路对待传输业务数据的传输效果，保障了数据传输的安全性以及效率。
实施例5：
在实施例1的基础上，本实施例提供了一种基于量子密码保护的多链路数据粒子传输方法，如图3所示，步骤2中，基于分发结果调取量子密钥，包括：
获取对数据粒子的分发结果，并基于分发结果确定各链路对数据粒子的待传输量；
基于待传输量生成密钥分发指令，并将密钥分发指令传输至量子密码机，且量子密码机对接收到的密钥分发指令进行解析，得到各链路对应的量子密钥个数，其中，各链路的量子密钥个数与对数据粒子的待传输量一致；
基于量子密钥个数将各链路对应的量子密钥进行装包，并基于量子密码机将装包后的量子密钥分发至相应的链路。
该实施例中，待传输量指的是各链路对待传输业务数据对应的数据粒子的传输个数。
该实施例中，密钥分发指令是用于控制量子密码机对各链路需要的量子密钥进行分析，且根据分析结果将各链路对应的量子密钥分发至相应的链路，从而实现通过量子密钥对数据粒子进行加密。
该实施例中，量子密码机是提前设定好的，用于生成加密所需的量子密钥。
该实施例中，量子密钥个数指的是各链路需要进行传输的数据粒子进行加密所需的密钥数量。
该实施例中，基于量子密钥个数将各链路对应的量子密钥进行装包指的是将各链路所需的量子密钥进行压缩打包，从而便于将量子密钥分发至相应的链路。
上述技术方案的有益效果是：通过确定各链路对数据粒子的待传输量，实现通过待传输量对各链路传输的数据粒子进行加密所需的量子密钥个数进行准确可靠的确定，并根据确定到的领子密钥个数对各链路所需的量子密钥进行装包且分发至相应的链路，确保对每个数据粒子所需的量子密钥进行有效的获取且分发，保障了对数据粒子的加密效果，从而实现对数据进行安全的传输。
实施例6：
在实施例1的基础上，本实施例提供了一种基于量子密码保护的多链路数据粒子传输方法，步骤2中，基于量子密钥和加密算法对数据粒子进行对称加密，且对加密后的数据粒子进行封装得到量子数据载荷，包括：
获取各链路对应的数据粒子，并基于数据粒子的数据特征确定数据粒子的业务属性，且基于业务属性确定对数据粒子的目标加密等级；
基于目标加密等级确定对量子密钥的更新频率，并基于更新频率对量子密钥进行更新，得到实时量子密钥；
对数据粒子进行序列化处理，得到数据粒子对应的明文帧序列，并对明文帧序列进行解析，得到各明文帧的结构特征；
基于实时量子密钥和加密算法生成加密帧，并基于结构特征确定加密帧在数据粒子对应的明文帧序列中的目标插入位置，且基于目标插入位置通过加密帧对数据粒子进行加密，其中，一个量子密钥对应一个数据粒子。
该实施例中，数据特征指的是数据粒子对应的数据内容种类以及对应的取值范围。
该实施例中，业务属性指的是数据粒子对应的业务种类。
该实施例中，目标加密等级指的是根据业务属性确定的需要对数据粒子的加密程度。
该实施例中，更新频率指的是对量子密钥的更新速度，通过改变量子密钥的更新频率实现对数据粒子进行不同程度的加密，从而保障了加密效果。
该实施例中，实时量子密钥指的是根据更新频率对量子密码机产生量子密钥进行更新后，产生的最新的量子密钥，实现对数据粒子进行有效的加密。
该实施例中，序列化处理指的是将数据粒子进一步细化，确定数据粒子对应的具体的数据内容。
该实施例中，明文帧序列指的是对数据粒子进行序列化处理后，得到的数据粒子对应的明文数据。
该实施例中，结构特征指的是数据粒子对应的明文帧序列之间的关联关系。
该实施例中，加密帧指的是根据量子密钥生成的加密数据，实现与明文帧进行融合，从而实现对数据粒子的加密。
该实施例中，目标插入位置是用于表征加密帧与明文帧之间进行融合的位置关系，从而实现对数据粒子进行准确有效的加密。
上述技术方案的有益效果是：通过对数据粒子进行分析，实现对数据粒子对应的业务属性进行准确有效的判断，且根据判断结果对数据粒子的加密等级进行分析，从而实现对量子密钥的更新频率进行确定，最后，通过更新频率对量子密钥进行更新，并根据更新结果加密算法生成对应的加密帧，最终，通过分析数据自立对应的明文帧序列，实现将加密帧与明文帧序列进行融合，实现对数据粒子进行准确可靠的加密，且一量子密钥对应一数据粒子，有效解决了量子计算对经典密码安全性构成极大威胁，避免了量子计算对多链路数据粒子传输的安全性带来的极大挑战，实现多链路传输数据的长期安全。
实施例7：
在实施例6的基础上，本实施例提供了一种基于量子密码保护的多链路数据粒子传输方法，基于目标插入位置通过加密帧对数据粒子进行加密，包括：
获取对数据粒子的加密结果，并基于加密结果确定数据粒子对应的量子密钥的量子密钥序列号，同时，获取各链路的配置参数，并基于配置参数确定加密的数据粒子在各链路中传输时的协议版本号；
基于对数据粒子的加密结果确定数据粒子的标志以及数据粒子对应的目标长度，并基于预设封装格式对量子密钥序列号、协议版本号、标志以及目标长度进行相应赋值；
基于赋值结果将量子密钥序列号、协议版本号、标志以及目标长度与加密后的数据粒子进行封装，得到子数据传输载荷。
该实施例中，量子密钥序列号是用于标记量子密钥的序号，从而便于在解密时，调用相同的量子密钥进行解密操作，且每个量子密钥具有唯一的量子密钥序列号。
该实施例中，配置参数时用于表征各链路对数据粒子的传输要求，具体可以是传输的格式以及传输带宽等。
该实施例中，协议版本号是用于表征加密后的数据粒子在链路中传输时，与链路之间协定好的传输规则，默认值为1。
该实施例中，标志是用于表征当前的数据粒子是加密后的数据或是未加密的数据，即密文或是明文，且密文为1，表征使用了量子密钥，明文为0，表征未使用量子密钥。
该实施例中，目标长度是用于表征加密后的数据粒子对应的实际数据长度。
该实施例中，预设封装格式是提前设定好的，用于表征对加密后的数据粒子进行封装的格式或封装的模式。
上述技术方案的有益效果是：通过根据加密结果实现对需要传输的数据粒子的量子密钥序列号、协议版本号、标志以及目标长度进行准确有效的确认，并通过预设封装格式将数据粒子与对应的量子密钥序列号、协议版本号、标志以及目标长度对应的数值进行准确有效的封装，从而便于通过链路将数据粒子进行安全可靠的传输，保障了对数据传输的安全性。
实施例8：
在实施例1的基础上，本实施例提供了一种基于量子密码保护的多链路数据粒子传输方法，步骤3中，基于构建的多链路对量子数据传输载荷进行传输，并当传输结束后对量子数据传输载荷中的密文数据进行解密且重组，完成对数据的传输，包括：
获取封装后的量子数据传输载荷，并在各链路中构建数据缓存队列，且将量子数据传载荷上传至数据缓存队列；
确定数据缓存队列中各量子数据传输载荷的业务权重，并基于业务权重递减顺序对数据缓存队列中各量子数据传输载荷进行排序，得到待传输队列；
同时，获取对待传输业务数据的目标传输安全要求，并基于目标传输安全要求生成目标数量的中间数据，且将中间数据在目标传输队列中的随机插入，得到目标待传输队列；
基于各链路的传输参数确定对目标待传输队列种各量子数据传输载荷的传输时间节点，并基于传输时间节点对各量子数据传输载荷进行传输。
该实施例中，数据缓存队列指的是用于对需要进行传输的量子数据传输载荷进行临时存储。
该实施例中，业务权重是用于表征各量子数据传输载荷在待传输业务数据种所起作用的重要程度。
该实施例中，基于业务权重递减顺序对数据缓存队列中各量子数据传输载荷进行排序指的是将业务权重越大的量子数据传输载荷安排在前方，便于及时进行传输。
该实施例中，目标传输安全要求指的是对待传输业务数据进行传输时的安全等级要求。
该实施例中，中间数据指的是生成干扰数据，填充至待传输数据队列中，实现对加密后的数据粒子进行传输加密。
该实施例中，目标待传输队列指的是通过中间数据对加密后的数据粒子的传输过程进行加密后得到的传输队列。
该实施例中，传输参数指的是各链路对加密后的数据粒子的传输速度等参数。
该实施例中，传输时间节点指的是各链路对目标待传输数据队列中各量子数据传输载荷的传输时间。
该实施例中，对各量子数据传输载荷进行传输，包括：
设定对各链路的进行观察的观察周期数，并确定观测周期数中的各链路的丢包总数，其中，每个链路的观察周期数一致，同时，基于观察周期数以及各链路的丢包总数计算对各量子数据传输载荷进行传输时的丢包率；
Figure BDA0003943538220000161
其中，Pall表示对各量子数据传输载荷进行传输时的丢包率；j表示当前当前条链路；m表示链路总数；n表示观察周期数；Aji表示第j条链路的第i个观测周期再进行丢包之前的目标量子数据传输载荷；i表示当前个观测周期；
根据如下公式，计算对各量子数据传输载荷在各链路中进行传输时的平均传输速率；
Figure BDA0003943538220000162
其中，
Figure BDA0003943538220000163
表示各量子数据传输载荷在各链路中进行传输时的平均传输速率；sj表示在第j条链路中的第三数据量；tj表示在第j条链路中对目标量子数据传输载荷进行传输的传输时间；ωj表示在第j条链路中对目标量子数据传输载荷进行传输的干扰因子，且取值范围为(0.012，0.023)；
基于对各量子数据传输载荷进行传输时的丢包率以及在各链路中进行传输时的平均传输速率对各量子数据传输载荷进行传输的传输效率进行评估，获得目标传输效率；
将目标传输效率与标准传输效率进行比较，判断是否需要对链路的传输参数进行优化；
当目标传输效率等于或大于标准传输效率时，则判定不需要对链路的传输参数进行优化；
否则，则判定需要对链路的传输参数进行优化。
上述观察周期数是自行设定的，用来观察各链路进行数据传输的丢包状况。
上述标准传输效率是提前设定好的，用来判断是否对链路的传输参数进行优化的衡量标准。
上述目标量子数据传输载荷指的是在当前链路中进行传输的量子数据传输载荷。
上述技术方案的有益效果是：通过将加密后的数据粒子在链路中的数据缓存队列中进行缓存，同时，确定各量子数据传输载荷对应的业务权重，从而实现对数据缓存队列中的各量子数据传输载荷进行排序，其次，通过确定对待传输业务数据的目标传输安全要求生成中间数据，实现对排序后的量子数据传输载荷进行加密，最后，通过链路的传输参数对各量子数据传输载荷的传输时间节点进行确认，从而实现对各量子数据传输载荷进行安全可靠的传输，保障了对数据传输的安全效果。
实施例9：
在实施例8的基础上，本实施例提供了一种基于量子密码保护的多链路数据粒子传输方法，其特征在于，基于传输时间节点对各量子数据传输载荷进行传输，包括：
基于预设数据接收端对各量子数据传输载荷进行接收，并基于接收结果对各量子数据传输载荷进行解封装，得到各量子数据传输载荷对应的量子密钥的量子密钥序列号；
基于量子密钥序列号向量子密码机发送量子密钥调取请求，且基于量子密钥调取请求调取各量子数据传输载荷中加密的数据粒子对应的目标量子密钥，并基于目标量子密钥以及加密算法对各量子数据传输载荷中加密的数据粒子进行解密，得到明文数据粒子；
提取各明文数据粒子对应的数据标识，并基于数据标识确定各明文数据粒子之间的相对首尾关系，且基于首尾关系对各明文数据粒子进行第一拼接，得到各链路对应的数据片段；
将各链路对应的数据片段进行第二拼接，得到业务数据原文。
该实施例中，预设数据接收端是提前设定好的，用于对各链路中的量子数据传输载荷进行接收。
该实施例中，解封装指的是对量子数据传输载荷进行封装的逆操作，目的是得到封装前的加密的数据粒子。
该实施例中，量子密钥调取请求指的是向量子密码机发送量子密钥获取信息，目的是从量子密码机中获取与对数据粒子进行加密所用的量子密钥。
该实施例中，目标量子密钥指的是对数据粒子进行加密所用的量子密钥。
该实施例中，明文数据粒子指的是对加密后的数据粒子进行解密后得到的数据。
该实施例中，数据标识是用于标记各明文数据粒子在原始待传输业务数据中的位置信息，通过该标识可将各数据粒子进行拼接。
该实施例中，首尾关系是用于表征各明文数据粒子之间的前后对应关系，便于对数据粒子进行拼接。
该实施例中，第一拼接指的是对各链路中的数据粒子进行拼接。
该实施例中，数据片段指的是对各链路中的数据粒子进行拼接后得到的数据块。
该实施例中，第二拼接指的是对各链路对应的数据片段根据首尾对应关系进行拼接，经过第二拼接可得到最终的需要进行传输的业务数据。
上述技术方案的有益效果是：通过对各链路的量子数据传输载荷进行接收并解封装，实现对各量子数据传输载荷中的加密的数据粒子进行有效获取，其次，通过调取加密的数据粒子对应的量子密钥，实现对加密的数据粒子进行解密，并将解密后的数据粒子进行拼接重组，实现对待传输业务数据的安全传输，同时，也保障了对待传输业务数据的传输效率。
实施例10：
在实施例9的基础上，本实施例提供了一种基于量子密码保护的多链路数据粒子传输方法，得到业务数据原文，包括：
获取对各量子数据传输载荷的解封装结果，并基于解封装结果提取各量子数据传输载荷中携带的数据长度值；
基于数据长度值确定各数据粒子的第一数据长度，并将各数据粒子的第一数据长度进行求和，得到拼接后的业务数据原文的第二数据长度，同时，获取待传输业务数据的第三数据长度；
将第二数据长度与第三数据长度进行比较；
若第二数据长度与第三数据长度相同，判定对待传输业务数据的传输合格；
否则，判定对待传输业务数据的传输不合格，并重新基于量子密钥对待传输业务数据进行加密且传输，直至第二数据长度与第三数据长度相同。
该实施例中，数据长度值是封装后得到的量子数据传输载荷中携带的用于表征加密的数据粒子的数据长度的数值。
该实施例中，第一数据长度指的是各数据粒子对应的数据长度。
该实施例中，第二数据长度指的是对接收到的数据粒子进行拼接后，得到的接收到的业务数据的数据长度。
该实施例中，第三数据长度指的是待传输业务数据在数据离子化处理前对应的数据长度。
上述技术方案的有益效果是：通过获取对接收到的量子数据传输载荷的解封装结果，并根解封装结果确定数据粒子的第一数据长度，其次，将各数据粒子进行拼接后确定拼接得到的业务数据原文的第二数据长度，最后，将第二数据长度与待传输业务数据在数据离子化处理前对应的第三数据长度进行比较，实现对接收到的业务数据进行准确可靠的核验，从而保障了对数据的传输可靠性以及传输安全性。
显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (10)

1.一种基于量子密码保护的多链路数据粒子传输方法，其特征在于，包括：
步骤1：获取待传输业务数据，并将待传输业务数据进行数据离子化处理得到数据粒子，且将数据粒子进行分发；
步骤2：基于分发结果调取量子密钥，并基于量子密钥和加密算法对数据粒子进行对称加密，且对加密后的数据粒子进行封装得到量子数据传输载荷；
步骤3：基于构建的多链路对量子数据传输载荷进行传输，并当传输结束后对量子数据传输载荷中的密文数据进行解密且重组，完成对数据的传输。
2.根据权利要求1所述的一种基于量子密码保护的多链路数据粒子传输方法，其特征在于，步骤1中，获取待传输业务数据，并将待传输业务数据进行数据离子化处理得到数据粒子，包括：
获取待传输业务数据，并提取待传输业务数据的属性信息，且基于属性信息从预设数据预处理规则库中匹配目标数据预处理规则；
基于目标数据预处理规则对待传输业务数据进行处理，并基于处理结果获取对待传输业务数据的拆分单位，且基于拆分单位确定对待传输业务数据的目标拆分点；
基于目标拆分点对待传输业务数据进行标记，并基于标记结果对待传输业务数据进行拆分，得到数据粒子，完成对待传输业务数据的离子化处理。
3.根据权利要求1所述的一种基于量子密码保护的多链路数据粒子传输方法，其特征在于，步骤1中，将数据粒子进行分发，包括：
获取对待传输业务数据进行数据离子化处理后得到的数据粒子，并对数据粒子进行统计，得到数据粒子对应的第一目标数量，同时，对链路数量进行统计，得到链路对应的第二目标数量；
基于第一目标数量以及第二目标数量对每条链路上的数据粒子进行负载均衡，得到每一链路对数据粒子进行传输的第三目标数量；
基于第三目标数量对数据粒子进行分组，并基于分组结果将每一链路对应的数据粒子分发至对应的链路，完成对数据粒子的分发。
4.根据权利要求3所述的一种基于量子密码保护的多链路数据粒子传输方法，其特征在于，完成对数据粒子的分发，包括：
获取对数据粒子的分发结果，并基于分发结果确定每一链路对应的数据粒子的第三目标数量，同时，提取每一链路对应的链路标识，并锁定链路标识与对应的数据粒子的第三目标数量的对应关系；
获取对数据粒子的分发结果进行记录的目标记录任务，并基于目标记录任务从预设数据记录报表库中匹配目标数据记录报表，且基于对应关系将链路标识与对应的数据粒子的第三目标数量进行记录，得到目标报表；
将目标报表基于无线传输网络传输至管理终端进行记录并存储。
5.根据权利要求1所述的一种基于量子密码保护的多链路数据粒子传输方法，其特征在于，步骤2中，基于分发结果调取量子密钥，包括：
获取对数据粒子的分发结果，并基于分发结果确定各链路对数据粒子的待传输量；
基于待传输量生成密钥分发指令，并将密钥分发指令传输至量子密码机，且量子密码机对接收到的密钥分发指令进行解析，得到各链路对应的量子密钥个数，其中，各链路的量子密钥个数与对数据粒子的待传输量一致；
基于量子密钥个数将各链路对应的量子密钥进行装包，并基于量子密码机将装包后的量子密钥分发至相应的链路。
6.根据权利要求1所述的一种基于量子密码保护的多链路数据粒子传输方法，其特征在于，步骤2中，基于量子密钥和加密算法对数据粒子进行对称加密，且对加密后的数据粒子进行封装得到量子数据载荷，包括：
获取各链路对应的数据粒子，并基于数据粒子的数据特征确定数据粒子的业务属性，且基于业务属性确定对数据粒子的目标加密等级；
基于目标加密等级确定对量子密钥的更新频率，并基于更新频率对量子密钥进行更新，得到实时量子密钥；
对数据粒子进行序列化处理，得到数据粒子对应的明文帧序列，并对明文帧序列进行解析，得到各明文帧的结构特征；
基于实时量子密钥和加密算法生成加密帧，并基于结构特征确定加密帧在数据粒子对应的明文帧序列中的目标插入位置，且基于目标插入位置通过加密帧对数据粒子进行加密，其中，一个量子密钥对应一个数据粒子。
7.根据权利要求6所述的一种基于量子密码保护的多链路数据粒子传输方法，其特征在于，基于目标插入位置通过加密帧对数据粒子进行加密，包括：
获取对数据粒子的加密结果，并基于加密结果确定数据粒子对应的量子密钥的量子密钥序列号，同时，获取各链路的配置参数，并基于配置参数确定加密的数据粒子在各链路中传输时的协议版本号；
基于对数据粒子的加密结果确定数据粒子的标志以及数据粒子对应的目标长度，并基于预设封装格式对量子密钥序列号、协议版本号、标志以及目标长度进行相应赋值；
基于赋值结果将量子密钥序列号、协议版本号、标志以及目标长度与加密后的数据粒子进行封装，得到子数据传输载荷。
8.根据权利要求1所述的一种基于量子密码保护的多链路数据粒子传输方法，其特征在于，步骤3中，基于构建的多链路对量子数据传输载荷进行传输，并当传输结束后对量子数据传输载荷中的密文数据进行解密且重组，完成对数据的传输，包括：
获取封装后的量子数据传输载荷，并在各链路中构建数据缓存队列，且将量子数据传载荷上传至数据缓存队列；
确定数据缓存队列中各量子数据传输载荷的业务权重，并基于业务权重递减顺序对数据缓存队列中各量子数据传输载荷进行排序，得到待传输队列；
同时，获取对待传输业务数据的目标传输安全要求，并基于目标传输安全要求生成目标数量的中间数据，且将中间数据在目标传输队列中的随机插入，得到目标待传输队列；
基于各链路的传输参数确定对目标待传输队列种各量子数据传输载荷的传输时间节点，并基于传输时间节点对各量子数据传输载荷进行传输。
9.根据权利要求8所述的一种基于量子密码保护的多链路数据粒子传输方法，其特征在于，基于传输时间节点对各量子数据传输载荷进行传输，包括：
基于预设数据接收端对各量子数据传输载荷进行接收，并基于接收结果对各量子数据传输载荷进行解封装，得到各量子数据传输载荷对应的量子密钥的量子密钥序列号；
基于量子密钥序列号向量子密码机发送量子密钥调取请求，且基于量子密钥调取请求调取各量子数据传输载荷中加密的数据粒子对应的目标量子密钥，并基于目标量子密钥以及加密算法对各量子数据传输载荷中加密的数据粒子进行解密，得到明文数据粒子；
提取各明文数据粒子对应的数据标识，并基于数据标识确定各明文数据粒子之间的相对首尾关系，且基于首尾关系对各明文数据粒子进行第一拼接，得到各链路对应的数据片段；
将各链路对应的数据片段进行第二拼接，得到业务数据原文。
10.根据权利要求9所述的一种基于量子密码保护的多链路数据粒子传输方法，其特征在于，得到业务数据原文，包括：
获取对各量子数据传输载荷的解封装结果，并基于解封装结果提取各量子数据传输载荷中携带的数据长度值；
基于数据长度值确定各数据粒子的第一数据长度，并将各数据粒子的第一数据长度进行求和，得到拼接后的业务数据原文的第二数据长度，同时，获取待传输业务数据的第三数据长度；
将第二数据长度与第三数据长度进行比较；
若第二数据长度与第三数据长度相同，判定对待传输业务数据的传输合格；
否则，判定对待传输业务数据的传输不合格，并重新基于量子密钥对待传输业务数据进行加密且传输，直至第二数据长度与第三数据长度相同。
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