CN116846884A - 一种基于量子通信的文件传输系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于量子通信的文件传输系统及方法，涉及信息传输技术领域，获取到目标文件的数据量以及文件内容，同时对量子信息传输设备上的文件传输方法进行信息采集，之后对目标文件的文件内容进行数据拆分，得到不同的数据串，根据每个路径对不同信息的传输质量，对不同形式的数据串选择传输方式，并进行传输，当数据串中的数据组传输完成后，将数据组按照对应的标记位置，将数据进行复原，得到原始数据，将文件中的信息按照不同形式进行分开，并将对应的位置进行标记，然后根据每个传输路径对不同形式的信息传输的质量，对信息进行分类传输，降低文件传输时的损坏率。

Description

一种基于量子通信的文件传输系统及方法

技术领域

本发明属于信息传输技术领域，具体是一种基于量子通信的文件传输系统及方法。

背景技术

量子通信是利用量子叠加态和纠缠效应进行信息传递的新型通信方式，基于量子力学中的不确定性、测量坍缩和不可克隆三大原理提供了无法被窃听和计算破解的绝对安全性保证。

而基于量子通信的设备对文件进行传输时，文件中的信息形式不止以一种形式的信息，比如文件中信息中同时存在文本信息和图片信息等，而不同形式的信息在信息传输的过程中，信息传输的损坏形式也各不相同，若文件传输过程中只以完整的文件形式进行传输时，会降低文件传输的质量。

发明内容

本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一；为此，本发明提出了一种基于量子通信的文件传输系统及方法，用于解决上述所提出的技术问题。

为实现上述目的，根据本发明的第一方面的实施例提出一种基于量子通信的文件传输系统，包括：

数据拆分端，用于根据目标文件的文件内容和数据量，对目标文件进行拆分，目标文件指需要传输的文件，先根据目标文件的数据量，将目标文件分为n个数据段，选取一个数据段作为目标数据段，按照信息形式，将目标数据段分为不同的数据组，并按照对应的位置将每个数据组标记为X_j ⁱ，X表示数据组中不同的信息形式，i表示不同的数据段，j表示数据组在数据段中的位置，之后将数据组按照不同的数据形式对其进行分类，得到数据串……，其中a1、a2、a3、……属于i，b1、b2、b3、……属于j，之后数据拆分端将数据串传输至路径分配端；

路径传输分析端，用于根据文件传输的方法，对不同形式的信息传输信息进行分析，先设置标准纯文件，标准纯文件指文件内所有数据形式为相同形式，之后将标准纯文件分别以不同形式进行传输，得到每种传输方法中的传输速度和文件传输完整性，之后将数据进行处理，得到每种文件传输方法的传输质量，并将其传输至路径分配端；

路径分配端，用于对不同形式的数据按照每种传输方法的传输质量对其传输路径进行分配，先获取到标准纯文件的传输质量最大值，将对应的传输路径标记为预传输路径，之后获取到对应形式的数据串，将数据串在预传输路径中进行传输，当数据串传输完成后，生成完成信号发送至数据整合端；

数据整合端，用于将接收的数据组按照标记的位置，进行重新整理，直到接收到完成信号后，将对应的标记进行删除，转换为原始数据。

优选的，对目标文件进行拆分的方法为：

S1：先提取文件内容以及目标文件的数据量，将目标文件中的内容标记为原始数据，并根据原始数据的数据量，将原始数据分为n个数据段，其中每个数据段中的数据量相同；

S2：之后分别将每个数据段中的不同形式的内容进行识别，对其位置进行标记，得到数据段及其对应的表示形式

S3：选取所有数据段，将数据段中数据组按照形式进行分类，得到相同形式的数据组的集合，同时将其标记为数据串……，其中a1、a2、a3、……属于i，b1、b2、b3、……属于j。

优选的，数据段及其对应的表示形式的获取方法为：

先将原始数据拆分的数据段按照位置将其标记为Di，i＝1、2、……、n，表示有n个数据段，选取第一个数据段D1标记为目标数据段；

以目标数据段中第一个数据为起始数据，对连续数据的数据形式进行检测，当获取到数据形式不一致，将与起始数据的数据形式相同的最后一个数据标记为终点数据，同时将起始数据与终点数据之间的数据标记为数据组，将与终点数据相邻的下一数据标记为起点数据，依次按照上述方法获取到多个数据组；

获取到目标数据段中的数据组，将其按照位置顺序标记为j，j＝1、2、……、m；表示目标数据段中存在m个数据组，同时根据每个数据组的形式和位置，将目标数据段中的数据组表示为X表示数据组不同的形式，具体的包括文本W、图片P、音频Y，1表示第一个数据段D1；

之后将剩余的数据段依次选为目标数据段，同时按照上述方式依次进行处理，得到每个数据段的表示形式

优选的，对不同形式的信息传输信息进行分析的方法为：

首先在路径传输分析端内设置标准纯文件，每种形式的标准纯文件至少设置一份，其中纯文件指在文件中所有数据为相同的数据形式；

任选一种形式的标准纯文件，将其分别以不同的文件传输方法进行传输，对应的得到每种传输方法中的传输速度XVf以及文件完整性XZf，f＝1、2、……，表示有f种传输方法；

通过公式XVf×β1+XZf×β2＝XMf得到每种文件传输方法的传输质量XMf，其中β1、β2分别为传输速度XVf和文件完整性XZf的传输系数；

按照上述方法，分别获取到其他形式的标准纯文件对应的每种文件传输方法的传输质量，并将其传输至路径分配端。

优选的，对传输路径进行分配的具体方法为：

将每种标准纯文件在不同的传输方法对应的传输质量进行比较，依次获取到不同的标准纯文件的传输质量的最大值，并将对应的路径标记为预传输路径；

获取到数据串，将不同的数据串按照对应形式的预传输路径分别进行传输，且传输时，将数据串中的元素以分节点形式进行单个信息传输；

当数据串完成传输后，生成完成信号发送至数据整合端。

优选的，还包括文件信息检测端，用于对目标文件的数据量、文件内容进行检测，并传输至数据拆分端。

优选的，还包括传输信息收集端，用于量子信息传输设备上对文件传输的方法进行信息采集，并传输至传输路径分析端。

优选的，还包括信息校验端，用于数据串传输过程中，对已传输的数据组进行数据准确性校验，当每个数据组传输完成时，信息校验端对数据组进行数据准确性校验，当确认数据组的数据为完整信息时，表示数据组传输完成，当数据组中的数据存在丢失或损坏时，将对应的数据组生成缺失信号，并传输回路径分配端，将对应的数据重新进行传输。

一种基于量子通信的文件传输方法，包括以下步骤：

步骤一：首先获取到目标文件的数据量以及文件内容，同时对量子信息传输设备上的文件传输方法进行信息采集；

步骤二：对目标文件的文件内容进行数据拆分，得到不同的数据串；

步骤三：根据每个路径对不同信息的传输质量，对不同形式的数据串选择传输方式，并进行传输；

步骤四：当数据串中的数据组传输完成后，将数据组按照对应的标记位置，将数据进行复原，得到原始数据。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：首先获取到目标文件的数据量以及文件内容，同时对量子信息传输设备上的文件传输方法进行信息采集，之后对目标文件的文件内容进行数据拆分，得到不同的数据串，根据每个路径对不同信息的传输质量，对不同形式的数据串选择传输方式，并进行传输，当数据串中的数据组传输完成后，将数据组按照对应的标记位置，将数据进行复原，得到原始数据，将文件中的信息按照不同形式进行分开，并将对应的位置进行标记，然后根据每个传输路径对不同形式的信息传输的质量，对信息进行分类传输，降低文件传输时的损坏率。

附图说明

图1为本发明系统框架原理图；

图2为本发明流程原理图。

具体实施方式

下面将结合实施例对本发明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它实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1，本申请提供了一种基于量子通信的文件传输系统，包括文件信息检测端、传输信息收集端、数据拆分端、传输路径分析端、路径分配端、信息校验端和数据整合端；

实施例一：

文件信息检测端用于对目标文件的数据量、文件内容进行检测，并传输至数据拆分端，目标文件指需要传输的文件，文件内容包括文件中的文本、图片和音频等；

传输信息收集端用于量子信息传输设备上对文件传输的方法进行信息采集，并传输至传输路径分析端，量子信息传输设备指用于对文件进行传输的设备，其具体的设备根据实际情况进行选择，文件传输的方法指代为HTTP传输和FTP传输等多种信息传输方式；

数据拆分端用于根据目标文件的数据量和文件内容对传输的数据进行拆分，具体的拆分方式为：

S1：先提取文件内容以及目标文件的数据量，将目标文件中的内容标记为原始数据，并根据原始数据的数据量，将原始数据分为n个数据段，其中每个数据段中的数据量相同；

S2：之后分别将每个数据段中的不同形式的内容进行识别，对其位置进行标记，具体的方法为：

先将原始数据拆分的数据段按照位置将其标记为Di，i＝1、2、……、n，表示有n个数据段，先选取第一个数据段D1，并将其标记为目标数据段；

以目标数据段中第一个数据为起始数据，然后对连续数据的数据形式进行检测，当获取到数据形式不一致，将与起始数据的数据形式相同的最后一个数据标记为终点数据，同时将起始数据与终点数据之间的数据标记为数据组，然后将与终点数据相邻的下一数据标记为起点数据，依次按照上述方法获取到多个数据组，当目标数据段中的数据形式都为相同的数据形式时，即一个目标数据段中只存在一个数据组；

之后获取到目标数据段中的数据组，将其按照位置顺序标记为j，j＝1、2、……、m；表示目标数据段中存在m个数据组，同时根据每个数据组的形式和位置，将目标数据段中的数据组表示为X表示数据组不同的形式，具体的包括文本W、图片P、音频Y，1表示第一个数据段；

之后将剩余的数据段依次选为目标数据段，同时按照上述方式依次进行处理，得到每个数据组的表示形式

S3：选取所有数据段，将数据段中数据组按照形式进行分类，得到相同形式的数据组的集合，同时将其标记为数据串……，其中a1、a2、a3、……属于i，b1、b2、b3、……属于j；

之后数据拆分端将分类后的数据串传输至路径分配端；

路径传输分析端用于根据文件传输的方法对不同形式文件的传输质量进行分析，具体的分析方法为：

首先在路径传输分析端内设置标准纯文件，每种形式的标准纯文件至少设置一份，其中纯文件指在文件中所有数据为相同的数据形式，比如纯文本文件、纯图片文件等，其具体的标准纯文件由相关的专业人员进行设置；

之后任选一种形式的标准纯文件，将其分别以不同的文件传输方法进行传输，对应的得到每种传输方法中的传输速度XVf以及文件完整性XZf，f＝1、2、……，表示有f种传输方法；

通过公式XVf×β1+XZf×β2＝XMf得到每种文件传输方法的传输质量XMf，其中β1、β2分别为传输速度XVf和文件完整性XZf的传输系数，其具体的值由相关的专业人员进行取值；

按照上述方法，分别获取到其他形式的标准纯文件对应的每种文件传输方法的传输质量，并将其传输至路径分配端；

路径分配端用于对不同形式的数据按照每种传输方法的传输质量对其传输路径进行分配，其具体的分配方法为：

首先将每种标准纯文件在不同的传输方法对应的传输质量进行比较，依次获取到不同的标准纯文件的传输质量的最大值，并将对应的路径标记为预传输路径；

之后获取到数据串，将不同的数据串按照对应形式的预传输路径分别进行传输，且传输时，将数据串中的元素以分节点形式进行单个信息传输，即将数据串中的每个数据组按照单个信息分别进行传输；

当数据串完成传输后，生成完成信号发送至数据整合端；

数据整合端用于将传输完成的数据进行整合，形成完整的文件信息，具体的方式为：

当数据整合端每接收到一个数据组时，根据数据组对应的标记信息，将数据组放置于对应的位置，直至接收到完成信号后，将所有的数据组的标记信号进行删除，转换为原始数据，此时表示文件传输完成。

实施例二：

在实施例一的基础上，还包括信息校验端，信息校验端用于数据串传输过程中，对已传输的数据组进行数据准确性校验，即当每个数据组传输完成时，信息校验端对数据组进行数据准确性校验，当确认数据组的数据为完整信息时，表示数据组传输完成，当数据组中的数据存在丢失或损坏时，将对应的数据组生成缺失信号，并传输回路径分配端，将对应的数据重新进行传输；

实施例三：

用于将实施例一与实施例二中的方案进行组合，路径分配端将不同形式的数据进行路径分配并传输完成后，信息校验端对传输的数据组进行完整性校验后，传输至数据整合端，然后数据整合端将数据按照标记的位置，将数据进行整合成原始数据

一种基于量子通信的文件传输方法，基于上述系统中的处理方式，其具体包括以下步骤：

步骤一：首先获取到目标文件的数据量以及文件内容，同时对量子信息传输设备上的文件传输方法进行信息采集；

步骤二：对目标文件的文件内容进行数据拆分，得到不同的数据串；

步骤三：根据每个路径对不同信息的传输质量，对不同形式的数据串选择传输方式，并进行传输；

步骤四：当数据串中的数据组传输完成后，将数据组按照对应的标记位置，将数据进行复原，得到原始数据。

上述公式中的部分数据均是去除量纲取其数值计算，公式是由采集的大量数据经过软件模拟得到最接近真实情况的一个公式；公式中的预设参数和预设阈值由本领域的技术人员根据实际情况设定或者通过大量数据模拟获得。

以上实施例仅用以说明本发明的技术方法而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方法进行修改或等同替换，而不脱离本发明技术方法的精神和范围。

Claims (9)

1.一种基于量子通信的文件传输系统，其特征在于，包括：

数据拆分端，用于根据目标文件的文件内容和数据量，对目标文件进行拆分，目标文件指需要传输的文件，先根据目标文件的数据量，将目标文件分为n个数据段，选取一个数据段作为目标数据段，按照信息形式，将目标数据段分为不同的数据组，并按照对应的位置将每个数据组标记为X表示数据组中不同的信息形式，i表示不同的数据段，j表示数据组在数据段中的位置，之后将数据组按照不同的数据形式对其进行分类，得到数据串其中a1、a2、a3、……属于i，b1、b2、b3、……属于j，之后数据拆分端将数据串传输至路径分配端；

路径传输分析端，用于根据文件传输的方法，对不同形式的信息传输信息进行分析，先设置标准纯文件，标准纯文件指文件内所有数据形式为相同形式，之后将标准纯文件分别以不同形式进行传输，得到每种传输方法中的传输速度和文件传输完整性，之后将数据进行处理，得到每种文件传输方法的传输质量，并将其传输至路径分配端；

路径分配端，用于对不同形式的数据按照每种传输方法的传输质量对其传输路径进行分配，先获取到标准纯文件的传输质量最大值，将对应的传输路径标记为预传输路径，之后获取到对应形式的数据串，将数据串在预传输路径中进行传输，当数据串传输完成后，生成完成信号发送至数据整合端；

数据整合端，用于将接收的数据组按照标记的位置，进行重新整理，直到接收到完成信号后，将对应的标记进行删除，转换为原始数据。

2.根据权利要求5所述的一种基于量子通信的文件传输系统，其特征在于，对目标文件进行拆分的方法为：

S1：先提取文件内容以及目标文件的数据量，将目标文件中的内容标记为原始数据，并根据原始数据的数据量，将原始数据分为n个数据段，其中每个数据段中的数据量相同；

S2：之后分别将每个数据段中的不同形式的内容进行识别，对其位置进行标记，得到数据段及其对应的表示形式

S3：选取所有数据段，将数据段中数据组按照形式进行分类，得到相同形式的数据组的集合，同时将其标记为数据串其中a1、a2、a3、……属于i，b1、b2、b3、……属于j。

3.根据权利要求2所述的一种基于量子通信的文件传输系统，其特征在于，数据段及其对应的表示形式的获取方法为：

先将原始数据拆分的数据段按照位置将其标记为Di，i＝1、2、……、n，表示有n个数据段，选取第一个数据段D1标记为目标数据段；

以目标数据段中第一个数据为起始数据，对连续数据的数据形式进行检测，当获取到数据形式不一致，将与起始数据的数据形式相同的最后一个数据标记为终点数据，同时将起始数据与终点数据之间的数据标记为数据组，将与终点数据相邻的下一数据标记为起点数据，依次按照上述方法获取到多个数据组；

获取到目标数据段中的数据组，将其按照位置顺序标记为j，j＝1、2、……、m；表示目标数据段中存在m个数据组，同时根据每个数据组的形式和位置，将目标数据段中的数据组表示为X表示数据组不同的形式，具体的包括文本W、图片P、音频Y，1表示第一个数据段D1；

之后将剩余的数据段依次选为目标数据段，同时按照上述方式依次进行处理，得到每个数据段的表示形式

4.根据权利要求1所述的一种基于量子通信的文件传输系统，其特征在于，对不同形式的信息传输信息进行分析的方法为：

首先在路径传输分析端内设置标准纯文件，每种形式的标准纯文件至少设置一份，其中纯文件指在文件中所有数据为相同的数据形式；

任选一种形式的标准纯文件，将其分别以不同的文件传输方法进行传输，对应的得到每种传输方法中的传输速度XVf以及文件完整性XZf，f＝1、2、……，表示有f种传输方法；

通过公式XVf×β1+XZf×β2＝XMf得到每种文件传输方法的传输质量XMf，其中β1、β2分别为传输速度XVf和文件完整性XZf的传输系数；

按照上述方法，分别获取到其他形式的标准纯文件对应的每种文件传输方法的传输质量，并将其传输至路径分配端。

5.根据权利要求1所述的一种基于量子通信的文件传输系统，其特征在于，对传输路径进行分配的具体方法为：

将每种标准纯文件在不同的传输方法对应的传输质量进行比较，依次获取到不同的标准纯文件的传输质量的最大值，并将对应的路径标记为预传输路径；

获取到数据串，将不同的数据串按照对应形式的预传输路径分别进行传输，且传输时，将数据串中的元素以分节点形式进行单个信息传输；

当数据串完成传输后，生成完成信号发送至数据整合端。

6.根据权利要求1所述的一种基于量子通信的文件传输系统，其特征在于，还包括文件信息检测端，用于对目标文件的数据量、文件内容进行检测，并传输至数据拆分端。

7.根据权利要求1所述的一种基于量子通信的文件传输系统其特征在于，还包括传输信息收集端，用于量子信息传输设备上对文件传输的方法进行信息采集，并传输至传输路径分析端。

8.根据权利要求1所述的一种基于量子通信的文件传输系统其特征在于，还包括信息校验端，用于数据串传输过程中，对已传输的数据组进行数据准确性校验，当每个数据组传输完成时，信息校验端对数据组进行数据准确性校验，当确认数据组的数据为完整信息时，表示数据组传输完成，当数据组中的数据存在丢失或损坏时，将对应的数据组生成缺失信号，并传输回路径分配端，将对应的数据重新进行传输。

9.一种基于量子通信的文件传输方法，所述方法应用于权利1-8中任一项的文件传输系统中，其特征在于，包括以下步骤：

步骤一：首先获取到目标文件的数据量以及文件内容，同时对量子信息传输设备上的文件传输方法进行信息采集；

步骤二：对目标文件的文件内容进行数据拆分，得到不同的数据串；

步骤三：根据每个路径对不同信息的传输质量，对不同形式的数据串选择传输方式，并进行传输；

步骤四：当数据串中的数据组传输完成后，将数据组按照对应的标记位置，将数据进行复原，得到原始数据。