基于量子加密的數(shù)字微波通信裝置、系統(tǒng)及方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種基于量子加密的數(shù)字微波通信裝置，包括天線(xiàn)饋線(xiàn)模塊、微波收發(fā)信設(shè)備、調(diào)制解調(diào)模塊、多路復(fù)用模塊和業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)終端；還包括量子密鑰分配終端、密鑰管理模塊和數(shù)據(jù)加解密模塊；量子密鑰分配模塊用于實(shí)現(xiàn)量子密鑰的分配，密鑰管理模塊用于對(duì)量子密鑰分配模塊分配好后的密鑰進(jìn)行管理和使用；數(shù)據(jù)加解密模塊用于從密鑰管理模塊中獲取密鑰，并使用獲取的密鑰進(jìn)行微波通信數(shù)據(jù)的加密和解密。本發(fā)明還公開(kāi)了一種基于量子加密的數(shù)字微波通信系統(tǒng)及方法。本發(fā)明的數(shù)據(jù)傳輸安全可靠，密鑰更新實(shí)時(shí)性好，管理方便。
【專(zhuān)利說(shuō)明】
基于量子加密的數(shù)字微波通信裝置、系統(tǒng)及方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及一種微波通信方案，具體的，涉及一種基于量子加密的數(shù)字微波通信裝置、系統(tǒng)及方法。
【背景技術(shù)】
[0002]微波通信是一種工作在微波頻段的數(shù)字無(wú)線(xiàn)傳輸系統(tǒng)，可以同其他傳輸方式一起構(gòu)成整個(gè)通信傳輸網(wǎng)。微波通信裝置一般包括天線(xiàn)饋線(xiàn)模塊、微波收發(fā)信設(shè)備、調(diào)制解調(diào)模塊、多路復(fù)用模塊和業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)終端;天線(xiàn)饋線(xiàn)模塊對(duì)微波信號(hào)進(jìn)行定向發(fā)射與接收;微波收發(fā)信設(shè)備對(duì)信號(hào)進(jìn)行放大、變頻;調(diào)制解調(diào)模塊對(duì)信號(hào)進(jìn)行數(shù)字調(diào)制解調(diào)；多路復(fù)用模塊把多個(gè)用戶(hù)的電信號(hào)構(gòu)成共享一個(gè)傳輸信道的基帶信號(hào)和業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)終端是數(shù)據(jù)的產(chǎn)生源，可以是PC、電話(huà)、視頻終端等。微波通信不需要固體介質(zhì)，當(dāng)兩點(diǎn)間直線(xiàn)距離內(nèi)無(wú)障礙時(shí)就可以使用微波傳送。利用微波進(jìn)行通信具有容量大、質(zhì)量好且距離遠(yuǎn)，普遍適用于各種專(zhuān)用通信網(wǎng)。微波通信具有良好的抗災(zāi)性能，對(duì)水災(zāi)、風(fēng)災(zāi)以及地震等自然災(zāi)害，微波通信一般都不受影響。微波通信可以實(shí)現(xiàn)快速部署，尤其應(yīng)用在軍事作戰(zhàn)、電力系統(tǒng)和應(yīng)急搶險(xiǎn)等環(huán)境。微波通信系統(tǒng)主要有點(diǎn)對(duì)點(diǎn)、一點(diǎn)對(duì)多點(diǎn)或廣播等通信方式，每個(gè)微波通信站的設(shè)備一般包括天線(xiàn)饋線(xiàn)模塊、微波收發(fā)信設(shè)備、調(diào)制解調(diào)模塊、多路復(fù)用模塊和業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)終端。由于微波通信的信道開(kāi)放性，微波數(shù)據(jù)很容易被竊聽(tīng)者獲取，數(shù)據(jù)安全存在很大風(fēng)險(xiǎn)，為解決這一問(wèn)題，本發(fā)明提出了結(jié)合量子密碼技術(shù)，對(duì)微波數(shù)據(jù)采用量子密鑰進(jìn)行加解密，實(shí)現(xiàn)微波通信雙方的數(shù)據(jù)傳輸安全。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的是針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種基于量子加密的數(shù)字微波通信裝置、系統(tǒng)及方法，本發(fā)明的數(shù)據(jù)傳輸安全可靠，密鑰更新實(shí)時(shí)性好，管理方便。
[0004]為實(shí)現(xiàn)上述技術(shù)目的，本發(fā)明采取的技術(shù)方案為:基于量子加密的數(shù)字微波通信裝置，包括天線(xiàn)饋線(xiàn)模塊、微波收發(fā)信設(shè)備、調(diào)制解調(diào)模塊、多路復(fù)用模塊和業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)終端；；其特征在于:還包括量子密鑰分配終端、密鑰管理模塊和數(shù)據(jù)加解密模塊;量子密鑰分配模塊用于實(shí)現(xiàn)量子密鑰的分配，密鑰管理模塊用于對(duì)量子密鑰分配模塊分配好后的量子密鑰進(jìn)行管理和使用;數(shù)據(jù)加解密模塊用于從密鑰管理模塊中獲取量子密鑰，并使用獲取的量子密鑰進(jìn)行微波通信數(shù)據(jù)的加密和解密。
[0005]為實(shí)現(xiàn)上述技術(shù)目的，本發(fā)明采取的另一種技術(shù)方案為:基于量子加密的數(shù)字微波通信系統(tǒng)，包括本端站點(diǎn)和對(duì)端站點(diǎn)；本端站點(diǎn)和對(duì)端站點(diǎn)均為上述的基于量子加密的數(shù)字微波通信裝置;其特征在于:量子密鑰分配模塊用于實(shí)現(xiàn)本端站點(diǎn)和對(duì)端站點(diǎn)之間量子密鑰的分配；當(dāng)本端站點(diǎn)或者對(duì)端站點(diǎn)的數(shù)據(jù)加解密模塊使用量子密鑰對(duì)要進(jìn)行傳輸?shù)臄?shù)據(jù)進(jìn)行加密時(shí)，對(duì)端站點(diǎn)或者本端站點(diǎn)的數(shù)據(jù)加解密模塊使用量子密鑰對(duì)接收到的數(shù)據(jù)進(jìn)行解密。
[0006]為實(shí)現(xiàn)上述技術(shù)目的，本發(fā)明采取的第三種技術(shù)方案為:基于量子加密的數(shù)字微波通信方法，其特征在于包括以下步驟:
[0007]包括本端站點(diǎn)和對(duì)端站點(diǎn)，本端站點(diǎn)和對(duì)端站點(diǎn)均為上述的基于量子加密的數(shù)字微波通信裝置；
[0008]本端站點(diǎn)和對(duì)端站點(diǎn)之間通過(guò)量子密鑰分配終端進(jìn)行量子密鑰的分配；
[0009 ]本端站點(diǎn)的量子密鑰分配終端與對(duì)端站點(diǎn)的量子密鑰分配終端之間完成量子密鑰分配后，本端站點(diǎn)的量子密鑰分配終端將量子密鑰交給本端站點(diǎn)的密鑰管理模塊進(jìn)行管理，形成加密密鑰，對(duì)端站點(diǎn)的量子密鑰分配終端將量子密鑰交給對(duì)端站點(diǎn)的密鑰管理模塊進(jìn)行管理，形成解密密鑰；
[0010]本端站點(diǎn)的業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)終端有數(shù)據(jù)需要傳輸時(shí)，在數(shù)據(jù)發(fā)送前，本端站點(diǎn)的業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)終端先將要發(fā)送的數(shù)據(jù)送入本端站點(diǎn)的數(shù)據(jù)加解密模塊，通過(guò)本端站點(diǎn)的數(shù)據(jù)加解密模塊使用從本端站點(diǎn)的密鑰管理模塊獲取的加密密鑰對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行加密，形成加密數(shù)據(jù);本端站點(diǎn)再將加密數(shù)據(jù)通過(guò)微波信道發(fā)送到對(duì)端站點(diǎn)；
[0011 ]對(duì)端站點(diǎn)接收到加密數(shù)據(jù)后，將加密數(shù)據(jù)送入對(duì)端站點(diǎn)的數(shù)據(jù)加解密模塊，對(duì)端站點(diǎn)的數(shù)據(jù)加解密模塊從對(duì)端站點(diǎn)的密鑰管理模塊獲取解密密鑰對(duì)加密數(shù)據(jù)進(jìn)行解密，形成解密數(shù)據(jù)；
[0012]對(duì)端站點(diǎn)將解密數(shù)據(jù)從對(duì)端站點(diǎn)的數(shù)據(jù)加解密模塊送到對(duì)端站點(diǎn)的業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)終端。完成數(shù)據(jù)的加解密過(guò)程。
[0013]作為本發(fā)明進(jìn)一步改進(jìn)的技術(shù)方案，所述數(shù)據(jù)加解密模塊根據(jù)業(yè)務(wù)需要更換加密算法。
[0014]作為本發(fā)明進(jìn)一步改進(jìn)的技術(shù)方案，所述加密算法為DES、3DES、AES、SMl、SM4或者流加密算法。
[0015]作為本發(fā)明進(jìn)一步改進(jìn)的技術(shù)方案，數(shù)據(jù)加解密模塊獲取密鑰的周期可以根據(jù)需要進(jìn)行設(shè)置。
[0016]作為本發(fā)明進(jìn)一步改進(jìn)的技術(shù)方案，量子密鑰分配采用光的自由空間方式在本端站點(diǎn)和對(duì)端站點(diǎn)之間進(jìn)行。
[0017]作為本發(fā)明進(jìn)一步改進(jìn)的技術(shù)方案，密鑰管理模塊根據(jù)密鑰使用策略分發(fā)密鑰給使用者，密鑰管理模塊的密鑰來(lái)源是量子密鑰、PKI方式產(chǎn)生的密鑰或者人工預(yù)分配的密鑰。
[0018]作為本發(fā)明進(jìn)一步改進(jìn)的技術(shù)方案，密鑰管理模塊內(nèi)建有密鑰池，用于密鑰的緩沖。
[0019]本發(fā)明的數(shù)據(jù)加解密模塊可以?xún)?nèi)置在微波通信設(shè)備中，也可以是一臺(tái)獨(dú)立的加解密設(shè)備，也可以與量子密鑰分配終端，密鑰管理模塊集成在一起。本發(fā)明量子密鑰分配模塊實(shí)現(xiàn)在微波通信的兩個(gè)站點(diǎn)之間的量子密鑰安全分配，量子密鑰分配好后交由密鑰管理模塊，密鑰管理模塊根據(jù)密鑰管理與使用策略實(shí)現(xiàn)密鑰的管理和使用;數(shù)據(jù)加解密模塊從密鑰管理模塊中獲取密鑰實(shí)現(xiàn)微波通信數(shù)據(jù)的加密和解密;在微波通信一端站點(diǎn)使用密碼對(duì)要傳輸?shù)臄?shù)據(jù)進(jìn)行加密，在微波通信另一端站點(diǎn)對(duì)接收到的數(shù)據(jù)進(jìn)行解密?？傊?，本發(fā)明的數(shù)據(jù)傳輸安全可靠，密鑰更新實(shí)時(shí)性好，管理方便。
【附圖說(shuō)明】
[0020]圖1為本發(fā)明的原理結(jié)構(gòu)示意圖；
【具體實(shí)施方式】
[0021]實(shí)施例1
[0022]參見(jiàn)圖1，本發(fā)明基于量子加密的數(shù)字微波通信裝置，包括天線(xiàn)饋線(xiàn)模塊、微波收發(fā)信設(shè)備、調(diào)制解調(diào)模塊、多路復(fù)用模塊和業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)終端還包括量子密鑰分配終端、密鑰管理模塊和數(shù)據(jù)加解密模塊;量子密鑰分配模塊用于實(shí)現(xiàn)量子密鑰的分配，密鑰管理模塊用于對(duì)量子密鑰分配模塊分配好后的量子密鑰進(jìn)行管理和使用;數(shù)據(jù)加解密模塊用于從密鑰管理模塊中獲取量子密鑰，并使用獲取的量子密鑰進(jìn)行微波通信數(shù)據(jù)的加密和解密。
[0023]實(shí)施例2
[0024]參見(jiàn)圖1，本發(fā)明基于量子加密的數(shù)字微波通信系統(tǒng)，包括本端站點(diǎn)和對(duì)端站點(diǎn)；本端站點(diǎn)和對(duì)端站點(diǎn)均為實(shí)施例1的基于量子加密的數(shù)字微波通信裝置;量子密鑰分配模塊用于實(shí)現(xiàn)本端站點(diǎn)和對(duì)端站點(diǎn)之間量子密鑰的分配;當(dāng)本端站點(diǎn)或者對(duì)端站點(diǎn)的數(shù)據(jù)加解密模塊使用量子密鑰對(duì)要進(jìn)行傳輸?shù)臄?shù)據(jù)進(jìn)行加密時(shí)，對(duì)端站點(diǎn)或者本端站點(diǎn)的數(shù)據(jù)加解密模塊使用量子密鑰對(duì)接收到的數(shù)據(jù)進(jìn)行解密。
[0025]實(shí)施例3
[0026]參見(jiàn)圖1，本基于量子加密的數(shù)字微波通信方法，其特征在于包括以下步驟:
[0027]包括本端站點(diǎn)和對(duì)端站點(diǎn)，本端站點(diǎn)和對(duì)端站點(diǎn)均為實(shí)施例1的基于量子加密的數(shù)字微波通信裝置；
[0028]本端站點(diǎn)和對(duì)端站點(diǎn)之間通過(guò)量子密鑰分配終端進(jìn)行量子密鑰的分配；
[0029 ]本端站點(diǎn)的量子密鑰分配終端與對(duì)端站點(diǎn)的量子密鑰分配終端之間完成量子密鑰分配后，本端站點(diǎn)的量子密鑰分配終端將量子密鑰交給本端站點(diǎn)的密鑰管理模塊進(jìn)行管理，形成加密密鑰，對(duì)端站點(diǎn)的量子密鑰分配終端將量子密鑰交給對(duì)端站點(diǎn)的密鑰管理模塊進(jìn)行管理，形成解密密鑰；
[0030]本端站點(diǎn)的業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)終端有數(shù)據(jù)需要傳輸時(shí)，在數(shù)據(jù)發(fā)送前，本端站點(diǎn)的業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)終端先將要發(fā)送的數(shù)據(jù)送入本端站點(diǎn)的數(shù)據(jù)加解密模塊，通過(guò)本端站點(diǎn)的數(shù)據(jù)加解密模塊使用從本端站點(diǎn)的密鑰管理模塊獲取的加密密鑰對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行加密，形成加密數(shù)據(jù);本端站點(diǎn)再將加密數(shù)據(jù)通過(guò)微波信道發(fā)送到對(duì)端站點(diǎn)；
[0031 ]對(duì)端站點(diǎn)接收到加密數(shù)據(jù)后，將加密數(shù)據(jù)送入對(duì)端站點(diǎn)的數(shù)據(jù)加解密模塊，對(duì)端站點(diǎn)的數(shù)據(jù)加解密模塊從對(duì)端站點(diǎn)的密鑰管理模塊獲取解密密鑰對(duì)加密數(shù)據(jù)進(jìn)行解密，形成解密數(shù)據(jù)；
[0032]對(duì)端站點(diǎn)將解密數(shù)據(jù)從對(duì)端站點(diǎn)的數(shù)據(jù)加解密模塊送到對(duì)端站點(diǎn)的業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)終端。完成數(shù)據(jù)的加解密過(guò)程。
[0033]所述數(shù)據(jù)加解密模塊根據(jù)業(yè)務(wù)需要更換加密算法。所述加密算法為DES、3DES、AES、SM1、SM4或者流加密算法。數(shù)據(jù)加解密模塊獲取密鑰的周期可以根據(jù)需要進(jìn)行設(shè)置。
[0034]作為本發(fā)明進(jìn)一步改進(jìn)的技術(shù)方案，量子密鑰分配采用光的自由空間方式在本端站點(diǎn)和對(duì)端站點(diǎn)之間進(jìn)行。密鑰管理模塊根據(jù)密鑰使用策略分發(fā)密鑰給使用者，密鑰管理模塊的密鑰來(lái)源是量子密鑰、PKI方式產(chǎn)生的密鑰或者人工預(yù)分配的密鑰。密鑰管理模塊內(nèi)建有密鑰池，用于密鑰的緩沖。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種基于量子加密的數(shù)字微波通信裝置，包括天線(xiàn)饋線(xiàn)模塊、微波收發(fā)信設(shè)備、調(diào)制解調(diào)模塊、多路復(fù)用模塊和業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)終端；；其特征在于:還包括量子密鑰分配終端、密鑰管理模塊和數(shù)據(jù)加解密模塊;量子密鑰分配模塊用于實(shí)現(xiàn)量子密鑰的分配，密鑰管理模塊用于對(duì)量子密鑰分配模塊分配好后的量子密鑰進(jìn)行管理和使用;數(shù)據(jù)加解密模塊用于從密鑰管理模塊中獲取量子密鑰，并使用獲取的量子密鑰進(jìn)行微波通信數(shù)據(jù)的加密和解密。2.一種基于量子加密的數(shù)字微波通信系統(tǒng)，包括本端站點(diǎn)和對(duì)端站點(diǎn)；本端站點(diǎn)和對(duì)端站點(diǎn)均為權(quán)利要求1所述的基于量子加密的數(shù)字微波通信裝置;其特征在于:量子密鑰分配模塊用于實(shí)現(xiàn)本端站點(diǎn)和對(duì)端站點(diǎn)之間量子密鑰的分配；當(dāng)本端站點(diǎn)或者對(duì)端站點(diǎn)的數(shù)據(jù)加解密模塊使用量子密鑰對(duì)要進(jìn)行傳輸?shù)臄?shù)據(jù)進(jìn)行加密時(shí)，對(duì)端站點(diǎn)或者本端站點(diǎn)的數(shù)據(jù)加解密模塊使用量子密鑰對(duì)接收到的數(shù)據(jù)進(jìn)行解密。3.—種基于量子加密的數(shù)字微波通信方法，其特征在于包括以下步驟: 包括本端站點(diǎn)和對(duì)端站點(diǎn)，本端站點(diǎn)和對(duì)端站點(diǎn)均為權(quán)利要求1所述的基于量子加密的數(shù)字微波通信裝置； 本端站點(diǎn)和對(duì)端站點(diǎn)之間通過(guò)量子密鑰分配終端進(jìn)行量子密鑰的分配； 本端站點(diǎn)的量子密鑰分配終端與對(duì)端站點(diǎn)的量子密鑰分配終端之間完成量子密鑰分配后，本端站點(diǎn)的量子密鑰分配終端將量子密鑰交給本端站點(diǎn)的密鑰管理模塊進(jìn)行管理，形成加密密鑰，對(duì)端站點(diǎn)的量子密鑰分配終端將量子密鑰交給對(duì)端站點(diǎn)的密鑰管理模塊進(jìn)行管理，形成解密密鑰； 本端站點(diǎn)的業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)終端有數(shù)據(jù)需要傳輸時(shí)，在數(shù)據(jù)發(fā)送前，本端站點(diǎn)的業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)終端先將要發(fā)送的數(shù)據(jù)送入本端站點(diǎn)的數(shù)據(jù)加解密模塊，通過(guò)本端站點(diǎn)的數(shù)據(jù)加解密模塊使用從本端站點(diǎn)的密鑰管理模塊獲取的加密密鑰對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行加密，形成加密數(shù)據(jù);本端站點(diǎn)再將加密數(shù)據(jù)通過(guò)微波信道發(fā)送到對(duì)端站點(diǎn)； 對(duì)端站點(diǎn)接收到加密數(shù)據(jù)后，將加密數(shù)據(jù)送入對(duì)端站點(diǎn)的數(shù)據(jù)加解密模塊，對(duì)端站點(diǎn)的數(shù)據(jù)加解密模塊從對(duì)端站點(diǎn)的密鑰管理模塊獲取解密密鑰對(duì)加密數(shù)據(jù)進(jìn)行解密，形成解密數(shù)據(jù)； 對(duì)端站點(diǎn)將解密數(shù)據(jù)從對(duì)端站點(diǎn)的數(shù)據(jù)加解密模塊送到對(duì)端站點(diǎn)的業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)終端。完成數(shù)據(jù)的加解密過(guò)程。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的基于量子加密的數(shù)字微波通信方法，其特征在于:所述數(shù)據(jù)加解密模塊根據(jù)業(yè)務(wù)需要更換加密算法。5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的基于量子加密的數(shù)字微波通信方法，其特征在于:所述加密算法為DES、3DES，AES、SMl、SM4或者流加密算法。6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的基于量子加密的數(shù)字微波通信方法，其特征在于:數(shù)據(jù)加解密模塊獲取密鑰的周期可以根據(jù)需要進(jìn)行設(shè)置。7.根據(jù)權(quán)利要求3所述的基于量子加密的數(shù)字微波通信方法，其特征在于:量子密鑰分配采用光的自由空間方式在本端站點(diǎn)和對(duì)端站點(diǎn)之間進(jìn)行。8.根據(jù)權(quán)利要求3所述的基于量子加密的數(shù)字微波通信方法，其特征在于:密鑰管理模塊根據(jù)密鑰使用策略分發(fā)密鑰給使用者，密鑰管理模塊的密鑰來(lái)源是量子密鑰、PKI方式產(chǎn)生的密鑰或者人工預(yù)分配的密鑰。9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的基于量子加密的數(shù)字微波通信方法，其特征在于:密鑰管理模塊內(nèi)建有密鑰池，用于密鑰的緩沖。
【文檔編號(hào)】H04L9/08GK105847001SQ201610361968
【公開(kāi)日】2016年8月10日
【申請(qǐng)日】2016年5月27日
【發(fā)明人】苗春華, 張啟發(fā), 王立霞, 呂利影, 劉云, 趙義博, 韓正甫
【申請(qǐng)人】安徽問(wèn)天量子科技股份有限公司