量子保密通信網(wǎng)絡(luò)的動態(tài)路由及應(yīng)用接入研究.pdf

1、隨著科技的不斷進步，社會信息化程度不斷提高，信息的安全變得越來越重要。量子通信技術(shù)日漸成熟，越來越多的量子通信網(wǎng)絡(luò)搭建成功，量子密鑰分發(fā)保證鏈路通信的絕對安全性已經(jīng)得到驗證?；诳尚胖欣^的量子密鑰分發(fā)網(wǎng)絡(luò)因其擴展性強、技術(shù)日益成熟而逐漸成為量子保密通信組網(wǎng)的首選方案。因而如何高效的利用高度安全的量子通信網(wǎng)絡(luò)顯著至關(guān)重要,并且通信網(wǎng)絡(luò)中的路由選擇問題是可信中繼量子密鑰分發(fā)網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用中實際需要解決的重要問題。
　　本文研究的重點分為兩個

2、方面：將現(xiàn)有的經(jīng)典應(yīng)用簡單方便的接入量子通信網(wǎng)絡(luò)；基于量子密鑰分發(fā)的通信網(wǎng)絡(luò)中信息傳輸?shù)穆酚蛇x擇問題。
　　本文的結(jié)構(gòu)如下：首先，本文介紹了量子通信技術(shù)的發(fā)展?fàn)顩r和現(xiàn)狀分析；其次，介紹了保證量子通信信息傳輸安全的量子力學(xué)的相關(guān)知識，包括海森堡不確定性原理、量子態(tài)不可克隆原理以及典型量子通信協(xié)議，BB84協(xié)議和B92協(xié)議；第三章研究分析了現(xiàn)有的量子密鑰分發(fā)網(wǎng)絡(luò)的加密方法，進而提出將經(jīng)典應(yīng)用接入量子通信網(wǎng)絡(luò)的方法。通過對經(jīng)典應(yīng)用發(fā)送的

3、IP數(shù)據(jù)報進行分析，對需要加密解密的數(shù)據(jù)報進行加密解密處理后轉(zhuǎn)發(fā)到量子通信網(wǎng)絡(luò)中，對不需要加密解密處理的IP數(shù)據(jù)報直接進行轉(zhuǎn)發(fā)。這樣不需要對不同的經(jīng)典應(yīng)用重新設(shè)計來接入量子通信網(wǎng)絡(luò)，既保證了信息傳輸?shù)母咝杂譁p少了量子密鑰的消耗。用這種方法，克服了現(xiàn)有技術(shù)在各種應(yīng)用中利用密鑰對數(shù)據(jù)加密時需要對各種協(xié)議有詳細(xì)的了解，才能按照報協(xié)議封裝要求封裝數(shù)據(jù)的不足，并且能夠區(qū)分接收到的數(shù)據(jù)屬于量子應(yīng)用終端的業(yè)務(wù)還是經(jīng)典應(yīng)用終端的業(yè)務(wù)，實現(xiàn)了網(wǎng)絡(luò)中量子

4、保密通信和經(jīng)典通信的兼容。最后用Winsock簡單模擬實現(xiàn)該方法的過程；
　　第四章在研究分析博弈論的基礎(chǔ)上，提出基于博弈論的量子通信網(wǎng)絡(luò)動態(tài)選路的方法。在網(wǎng)絡(luò)中進行信息傳輸，把信息發(fā)送者和接受者看做博弈的一方，把企圖竊取信息的攻擊者看做博弈的另一方，博弈雙方采用不同的策略對應(yīng)著不同的收益。真正意義的純策略不存在，因此采用概率分布的混合策略，分析得出求安全性的線性規(guī)劃方程，通過解方程可得出最優(yōu)的策略選擇以及相應(yīng)的安全性系數(shù)。引入鏈

5、路剩余密鑰量這一概念，根據(jù)不同時刻各個鏈路的剩余密鑰量不同，選取剩余密鑰量能夠滿足業(yè)務(wù)要求的鏈路作為可選傳輸路徑，這樣實現(xiàn)了路由的動態(tài)選擇。
　　最后，對全文總結(jié)，展望下一步工作。將經(jīng)典應(yīng)用接入量子通信網(wǎng)絡(luò)的方法，只是將收到的IP數(shù)據(jù)報進行簡單的處理從而達到加密解密的要求。今后還可以區(qū)分不同的業(yè)務(wù)，根據(jù)優(yōu)先級、業(yè)務(wù)類型、安全性要求等采用不同的加密方式?；诓┺恼摰木W(wǎng)絡(luò)的動態(tài)路由選擇，是建立在攻擊者采用的是竊聽攻擊的模型基礎(chǔ)上的，當(dāng)