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专利号: 2018105864944
申请人: 成都零光量子科技有限公司
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 电通信技术
更新日期:2025-09-23
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种量子密钥服务区块链网络系统,包括网络层、区块层和服务层,其特征在于,(1-

1)网络层用于建立相邻节点之间的量子密钥分发链路,(1-2) 区块层用于产生量子密钥中继状态区块,(1-3)服务层用于基于所述量子密钥中继状态区块协商任意两个节点之间的共享密钥。

2.根据权利要求1所述的系统,根据系统共识机制产生下一个具有确定的区块编号的量子密钥中继状态区块,其特征在于,所述产生量子密钥中继状态区块的方法包括如下步骤:(2-1)任意两个相邻节点之间协商一定量的共享量子密钥,创建带有区块编号的密钥标识,(2-2)所有中继节点计算其与任意两个相邻节点之间的共享量子密钥的异或值,把所述异或值作为所述节点的一个路由状态值,为每一个路由状态值创建路由标识,对所述节点的全部路由状态值及其路由标识进行数字签名后形成所述中继节点的路由状态,(2-3)创建状态区块头,基于所述区块头与所述具有相同区块编号的全网所有中继节点的路由状态形成一个量子密钥中继状态区块。

3.根据权利要求1所述的系统,其特征在于,所述基于量子密钥中继状态区块(以下简称为状态区块)协商任意两个节点之间的共享密钥的方法包括如下步骤:(3-1)源节点选择一个通往宿节点的中继链路,并从一个状态区块中查询所述中继链路上各个中继节点的相应路由状态值,(3-2)源节点计算所述所有路由状态值的异或值,再把所述异或值与源节点与所述中继链路上的与其相邻的中继节点之间的共享量子密钥进行异或运算,源节点得到宿节点与所述中继链路上与宿节点相邻的中继节点之间的共享量子密钥QK,(3-3)源节点与宿节点把所述共享量子密钥QK作为共享密钥,或者,源节点重新产生一个随机数,并采用所述共享量子密钥QK加密发送给宿节点,宿节点利用共享量子密钥QK解密得到所述随机数,源节点与宿节点把所述随机数作为共享密钥。

4.根据权利要求1所述的系统,所述状态区块包括区块头和区块体,其特征在于,区块头包括区块编号、时间戳、区块的Hash值;区块体包括全网所有中继节点的具有相同区块编号的路由状态。

5.根据权利要求1所述的系统,所述状态区块,其特征在于,不同状态区块相互独立或形成区块链,其中,状态区块的存储方法包括存储于云存储服务器和存储于区块链。

6.根据权利要求1所述的系统,其特征在于,所述相邻节点包括存在点到点的量子通信链路并能够进行量子密钥分发的两个节点,具有2个及以上相邻节点的节点用作中继节点。

7.根据权利要求2所述的系统,其特征在于,所述路由标识的内容包括:区块编号、中继节点ID、所述中继节点的上一个节点ID及下一个节点的ID和相应路由状态值。

8.根据权利要求2所述的系统,其特征在于,所述共识机制的内容包括:(8-1)多个节点轮流对状态区块进行验证和签名,或由网络管控中心对状态区块进行验证和签名,(8-2)用于计算路由状态值的共享量子密钥的数据长度根据全网最低的点对点量子密钥分发链路的成码率确定,(8-3)按一定的时间段产生一个状态区块。

9.根据权利要求3所述的系统,其特征在于,所述“源节点重新产生一个随机数,并采用所述共享量子密钥QK加密发送给宿节点”中的加密方法包括:(9-1)把所述随机数与共享量子密钥QK直接进行异或运算,(9-2)把所述随机数与共享量子密钥QK的Hash值直接进行异或运算,(9-3)把量子密钥QK作为对称密码算法的工作密钥,并利用对称密码算法把所述随机数进行加密。

10.根据权利要求3所述的系统,其特征在于,所述源节点选择一个通往宿节点的中继链路的方法包括,根据全网量子密钥中继路由表选择最短中继路径和随机选择一个中继链路。