基于量子密码的保密对讲系统及方法技术方案

本发明专利技术公开了基于量子密码的保密对讲系统及方法,包括主对讲机、若干组长对讲机和若干组员对讲机，所述主对讲机还包括量子随机数发生器，用于生成具有真随机性的量子密钥，量子密钥储存于所述密钥存储模块，供其他对讲机下载，通信流程为主叫方发送信息给接收方，接收方对讲机从密钥存储模块中提取相应量子密钥，如无相应密钥，通话终止，若有相应密钥完成解密，开始通信，接收方接收传输信息，并给出信息接收反馈，传输结束后通信终止。本发明专利技术使用由量子随机数发生器产生的量子密钥，该密钥具有真随机性，采用量子密钥与信息等长异或的方式加密，信息传输过程无条件安全。

Privacy intercom system and method based on Quantum Cryptography

The invention discloses a security intercom system and method based on quantum cryptography, including the main walkie talkie, walkie talkie and several crew leader of the main walkie talkie, walkie talkie also includes a quantum random number generator for generating quantum key is really random, the quantum key is stored in the key storage module for other radio communication Download. The main process called the party sending the information to the receiver, the receiver extracts the corresponding quantum interphone key from the key storage module, if there is no corresponding key, call termination, if there is a corresponding decryption key, start communication, a receiver receives the transmission of information, and provide the information receiving feedback, after the termination of the communication transmission. The invention uses a quantum key generated by a quantum random number generator, which has real randomness, and uses quantum keys to encrypt the information in an equal or exclusive manner, and the information transmission process is unconditionally secure.

【技术实现步骤摘要】
基于量子密码的保密对讲系统及方法
本专利技术涉及通信领域，具体涉及基于量子密码的保密对讲系统及方法。
技术介绍
当前对讲通信领域中，对讲机的语音传输直接进行发射和接收，没有采用任何加密手段；部分对讲机采用CTCSS、DTCSS等方式防止非法用户盗用信道入网，一般来讲，当对讲机设置这些私密功能后，不了解所用私线码是无法听到通话内容的，但这并非是真正意义上的语音保密。因为它的保密功能非常有限，只对无意窃听者有用，而对有意窃听者是无用的，保密功能非常有限。对于需要有保密要求的用户是不能依靠“私密”线来做保密的。当前对讲系统中不同的小队处于不同通信频段，调度需要切换频道，不方便全员广播。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服现有技术存在的以上问题，提供基于量子密码的保密对讲系统及方法，本专利技术使用由量子随机数发生器产生的量子密钥，该密钥具有真随机性，采用量子密钥与信息等长异或的方式加密，信息传输过程无条件安全。本专利技术的一个方面是提供基于量子密码的保密对讲系统,包括主对讲机、若干组长对讲机和若干组员对讲机，所述主对讲机、若干组长对讲机和若干组员对讲机之间通信连接,所述主对讲机、若干组长对讲机和若干组员对讲机中的每台对讲机均包括核心控制电路；麦克风，与所述核心控制电路连接,用于采集语音信息；模数转换模块，与所述麦克风连接,将采集的语音信息转换为数字信号；信息存储模块，与所述模数转换模块连接,用于缓存数字信号；量子密码加解密模块，与所述信息存储模块连接,用于完成对数字信号的加密和解密任务；密钥存储模块，与所述量子密码加解密模块连接,用于储存量子密钥；扬声器，与所述信息存储模块连接,用于播放语音信息；所述主对讲机还包括量子随机数发生器，与所述密钥存储模块连接,用于生成具有真随机性的量子密钥，供其他对讲机下载。进一步的，所述主对讲机、若干组长对讲机和若干组员对讲机中的每台对讲机还包括若干通话按钮，与所述核心控制电路连接,不同通话按钮对应不同的通话对象。进一步的，所述主对讲机还包括:广播层量子密钥按钮，与所述核心控制电路连接,供所有所述若干组长对讲机和若干组员对讲机下载相同的广播层量子密钥；管理层量子密钥按钮，与所述核心控制电路连接,供所有所述若干组长对讲机下载相同的管理层量子密钥；若干小队量子密钥按钮，与所述核心控制电路连接,供某组长对讲机及其对应的若干组员对讲机下载相同的小队量子密钥。进一步的，所述主对讲机、若干组长对讲机和若干组员对讲机还包括密钥量检测模块，与所述密钥存储模块连接,用于检测所述密钥存储模块内的密钥数量。进一步的，所述主对讲机、若干组长对讲机和若干组员对讲机还包括警报器，与所述核心控制电路连接,用于警示所述密钥存储模块中对应各不同通话对象的任一密钥量不足。本专利技术的另一方面是提供一种基于量子密码的保密对讲方法，应用于主对讲机、若干组长对讲机和若干组员对讲机之间的通讯，发送消息时包括以下步骤：1）按住某一通话对象对应的通话按钮，麦克风采集语音信息，2）模数转换模块将采集的语音信息转换为数字信号，3）数字信号进入信息存储模块缓存，4）调用与所述通话按钮对应的量子密钥对数字信号进行加密，5）加密的数字信号发送；接收消息时包括以下步骤：1）接收加密的数字信号，2）数字信号进入信息存储模块缓存，3）从密钥存储模块提取相应量子密钥，如无相应密钥，删除缓存密文，直接进入步骤5），若有相应密钥完成解密，进入步骤4），4）密文经扬声器输出为语音信息,5）任务结束。进一步的，所述按住某一通话对象对应的通话按钮，麦克风采集语音信息之前，还包括通话前准备任务，所述主对讲机和其他对讲机的通话前准备任务分别为分发密钥和下载密钥。进一步的，所述密文经扬声器输出为语音信息之后，还包括所有对讲机返回主对讲机处并删除密钥存储模块中的量子密钥。本专利技术的有益效果是:主对讲机内设量子随机数发生器生成具有真随机性的量子密钥存储于密钥存储模块，其他对讲机通过主对讲机下载量子密钥，与主对讲机共享对称密钥；加密方式采用“一次一密”的密码体制，即采用信息与密钥等长异或的方式对信息加密，每次加密均使用不同密码信息传输过程无条件安全；该系统中没有共享相同量子密钥的对讲机之间无法通信，因此小队通信不会相互干扰，故不同小队不用处于不同频段，方便主机进行调度和发布全员广播。上述说明仅是本专利技术技术方案的概述，为了能够更清楚了解本专利技术的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以下以本专利技术的较佳实施例并配合附图详细说明如后。本专利技术的具体实施方式由以下实施例及其附图详细给出。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例技术中的技术方案，下面将对实施例技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1是本专利技术主对讲机结构示意图；图2是本专利技术组长/组员对讲机结构示意图；图3是本专利技术保密对讲基础通信流程图；图4是本专利技术发送消息和接收消息具体流程图；图5是本专利技术主对讲机发送消息流程图；图6为本专利技术组长对讲机发送消息流程图；图7是本专利技术组员对讲机发送消息流程图；图8是本专利技术主对讲机接收消息流程图；图9是本专利技术组长对讲机/组员对讲机接收消息流程图。具体实施方式下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中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专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。参照图1和图2所示，本专利技术提供基于量子密码的保密对讲系统,包括主对讲机、若干组长对讲机和若干组员对讲机，所述主对讲机、若干组长对讲机和若干组员对讲机之间通信连接,所述主对讲机、若干组长对讲机和若干组员对讲机中的每台对讲机均包括核心控制电路；麦克风，与所述核心控制电路连接,用于采集语音信息；模数转换模块，与所述麦克风连接,将采集的语音信息转换为数字信号；信息存储模块，与所述模数转换模块连接,用于缓存数字信号；量子密码加解密模块，与所述信息存储模块连接,用于完成对数字信号的加密和解密任务；密钥存储模块，与所述量子密码加解密模块连接,用于储存量子密钥；扬声器，与所述信息存储模块连接,用于播放语音信息；所述主对讲机还包括量子随机数发生器，与所述密钥存储模块连接,用于生成具有真随机性的量子密钥，供其他对讲机下载。所述主对讲机、若干组长对讲机和若干组员对讲机中的每台对讲机还包括若干通话按钮，与所述核心控制电路连接,不同通话按钮对应不同的通话对象。所述主对讲机还包括:广播层量子密钥按钮，与所述核心控制电路连接,供所有所述若干组长对讲机和若干组员对讲机下载相同的广播层量子密钥；管理层量子密钥按钮，与所述核心控制电路连接,供所有所述若干组长对讲机下载相同的管理层量子密钥；若干小队量子密钥按钮，与所述核心控制电路连接,供某组长对讲机及其对应的若干组员对讲机下载相同的小队量子密钥。所述主对讲机、若干组长对讲机和若干组员对讲机还包括密钥量检测模块，与所述密钥存储模块连接,用于检测所述密钥存储模块内的密钥数量。所述主对讲机、若干组长对讲机和若干组员对讲机还包括警报器，与本文档来自技高网...

【技术保护点】
基于量子密码的保密对讲系统,包括主对讲机、若干组长对讲机和若干组员对讲机，所述主对讲机、若干组长对讲机和若干组员对讲机之间通信连接,其特征在于,所述主对讲机、若干组长对讲机和若干组员对讲机中的每台对讲机均包括核心控制电路；麦克风，与所述核心控制电路连接,用于采集语音信息；模数转换模块，与所述麦克风连接,将采集的语音信息转换为数字信号；信息存储模块，与所述模数转换模块连接,用于缓存数字信号；量子密码加解密模块，与所述信息存储模块连接,用于完成对数字信号的加密和解密任务；密钥存储模块，与所述量子密码加解密模块连接,用于储存量子密钥；扬声器，与所述信息存储模块连接,用于播放语音信息；所述主对讲机还包括量子随机数发生器，与所述密钥存储模块连接,用于生成具有真随机性的量子密钥，供其他对讲机下载。

【技术特征摘要】
1.基于量子密码的保密对讲系统,包括主对讲机、若干组长对讲机和若干组员对讲机，所述主对讲机、若干组长对讲机和若干组员对讲机之间通信连接,其特征在于,所述主对讲机、若干组长对讲机和若干组员对讲机中的每台对讲机均包括核心控制电路；麦克风，与所述核心控制电路连接,用于采集语音信息；模数转换模块，与所述麦克风连接,将采集的语音信息转换为数字信号；信息存储模块，与所述模数转换模块连接,用于缓存数字信号；量子密码加解密模块，与所述信息存储模块连接,用于完成对数字信号的加密和解密任务；密钥存储模块，与所述量子密码加解密模块连接,用于储存量子密钥；扬声器，与所述信息存储模块连接,用于播放语音信息；所述主对讲机还包括量子随机数发生器，与所述密钥存储模块连接,用于生成具有真随机性的量子密钥，供其他对讲机下载。2.根据权利要求1所述基于量子密码的保密对讲系统,其特征在于，所述主对讲机、若干组长对讲机和若干组员对讲机中的每台对讲机还包括若干通话按钮，与所述核心控制电路连接,不同通话按钮对应不同的通话对象。3.根据权利要求2所述基于量子密码的保密对讲系统,其特征在于，所述主对讲机还包括:广播层量子密钥按钮，与所述核心控制电路连接,供所有所述若干组长对讲机和若干组员对讲机下载相同的广播层量子密钥；管理层量子密钥按钮，与所述核心控制电路连接,供所有所述若干组长对讲机下载相同的管理层量子密钥；若干小队量子密钥按钮，与所述核心控制电路连接,供某组长对讲机及其对应的若干组员对讲机下载相同的小队量子密钥。4.根据权利要求3所述基于量子密码的...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨光，刘云，郭光灿，韩正甫，刘选斌，倪文强，张信华，
申请(专利权)人：江苏亨通问天量子信息研究院有限公司，江苏亨通光电股份有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32