量子的数据通信安全应用
量子数据通信安全应用是一种基于量子密钥分配技术的数据安全通信网络,以保证信息传输中的安全问题,提升信息传输过程中的安全性。本文提出了一种基于量子密钥分配技术的数据安全通信网络,使用量子通信技术应用于专用数据保护的通信网络,大幅提高了网络数据传输的安全性。
1. 量子密钥分配技术
量子密钥分配技术是一种基于量子力学基本原理的密码通信解决方案,它不依赖于计算的复杂性来保证通信安全,而是基于量子力学原理。只要能够在通信双方成功的建立密钥,这组建立的密钥就是绝对安全的,并且这种密钥是具有绝对随机性的,从原理上无法破解。
2. QKD 系统结构
QKD 系统主要由主控模块、数据处理模块、系统管理模块、光电系统(光学模块和单光子探测器)组成。该 QKD 系统的运行受控于密钥生成控制系统,由密钥生成控制系统下发 QKD 控制指令给终端设备的系统管理模块,系统管理模块将接收到的指令进行必要的协议转换(某些关键指令还需要加解密处理),完成对 QKD 系统进行工作流程控制。
3. 量子数据通信安全应用
在当前的要求数据安全性比较高的网络中,会采用专线进行保密的数据通信,会添加防护设备,增加一道安全措施。设备首先需要通过证书机制,完成身份认证过程,然后将一端产生的随机数通过非对称密码学算法加密处理后传输给另一端,而另一端的防护设备将接收到数据,并把数据进行解密,由此获得随机数,这样就完成了对称密钥的分发过程。
4. 多用户应用场景下的量子密钥分配、存储和管理机制
在要求较高的专线数据传输系统多用户应用场景下,可将该专线网络分为“客户大区”和“管理大区”两大部分。该场景下的两个用户之前数据通信的安全通信可由 QKD 系统直接向认证设备提供的量子密钥保证。
5. 通信网络与量子网络融合
在通信网络中,会使用加密认证设备对传输的数据进行加解密处理,使保密通信过程完成。在专线网络中要实现“分级管理”的要求,各级数据调度中心以及下属的各个数据站点部署了加密认证设备,根据总部调度通信关系建立加密隧道(理论上只能在上级和下级之间建立加密隧道)。
量子的数据通信安全应用可以为信息传输过程提供绝对安全的保障,满足当前数据安全性较高的需求,具有长期的安全性保障,是一个值得研究和发展的方向。