一种用于多媒体数据流的量子安全通信系统及通信方法技术方案

本发明专利技术公开了一种用于多媒体数据流的量子安全通信系统及通信方法，包括网络摄像头、量子加密盒子、控制终端和终端设备，量子加密盒子包括量子随机数发生器、密钥存储模块、加密模块、通信模块和数据采集模块，网络摄像头与数据采集模块连接，量子随机数发生器和数据采集模块均与所述控制终端连接，量子随机数发生器与密钥存储模块连接，密钥存储模块和数据采集模块均与加密模块连接，控制终端、加密模块和量子随机发生器均通过通信模块与终端设备通信连接。本发明专利技术通过量子加密盒子将网络摄像头监控技术与量子安全通信技术结合，采用真随机且产生速率极高的量子随机数进行加密，既可提升网络摄像头内的数据安全性又能保障庞大数据的实时性。

A Quantum Security Communication System and Communication Method for Multimedia Data Stream

The invention discloses a quantum secure communication system and communication method for multimedia data stream, including a network camera, a quantum encryption box, a control terminal and a terminal device. The quantum encryption box includes a quantum random number generator, a key storage module, an encryption module, a communication module and a data acquisition module, a network camera connected with a data acquisition module, and a quantum random. The digital generator and data acquisition module are connected with the control terminal, the quantum random number generator is connected with the key storage module, the key storage module and the data acquisition module are connected with the encryption module, and the control terminal, the encryption module and the quantum random generator are connected with the terminal equipment through the communication module. The invention combines the network camera monitoring technology with the quantum security communication technology through the quantum encryption box, and encrypts the real random quantum random number with a very high production rate, which can not only improve the data security in the network camera, but also guarantee the real-time performance of the huge data.

【技术实现步骤摘要】
一种用于多媒体数据流的量子安全通信系统及通信方法
本专利技术涉及视频监控安全通信技术，尤其涉及一种用于多媒体数据流的量子安全通信系统及通信方法。
技术介绍
随着安全防范需求的提升，视频监控的应用越来越广泛。网络摄像头是最为常见的视频监控方式，通过互联网将视频数据发送至终端用户，主要用于个人、商铺、公安系统的安全监控。用户可根据网络摄像机的网络地址，对其进行访问，不但可以实时监控目标现场的情况，并可对图像影音资料进行存储。但网络摄像头在带来诸多便利的同时也带来了安全隐患，存在着视频通信被非法截取的可能。2017年国家质检总局发布的《智能摄像头产品安全风险监测结果》显示，近八成的智能摄像头产品不符合标准，大量家庭摄像头存在安全问题，易遭到黑客攻击及非法入侵，令原本私密的监控内容被泄露。2017年底，网上爆出360摄像头监控内容在使用者不知情的情况下被流传到网上。网络摄像头在提供安全监控的同时，其自身通信数据安全性也亟待进一步提升。在现有的网络摄像头相关技术研究中，鲜少发现对摄像头数据传输安全性的研究，一般的加密产品难以应对网络摄像头不间断产生的庞大数据流，无法提供如此大量的密钥对数据流进行加密；即使产生大量密钥，也基本是通过扩展算法来增长密钥位数，这样会降低密钥的随机性，使得数据的安全性大幅降低。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是针对上述现有技术的不足提供一种用于多媒体数据流的量子安全通信系统及通信方法,本用于多媒体数据流的量子安全通信系统及通信方法通过量子加密盒子将网络摄像头监控技术与量子安全通信技术结合，采用真随机且产生速率极高的量子随机数进行加密，既可提升网络摄像头内的数据安全性又能保障庞大数据的实时性。为实现上述技术目的，本专利技术采取的技术方案为：一种用于多媒体数据流的量子安全通信系统，包括网络摄像头、量子加密盒子、控制终端和终端设备，所述量子加密盒子包括量子随机数发生器、密钥存储模块、加密模块、通信模块和数据采集模块，所述网络摄像头与数据采集模块连接，所述量子随机数发生器和数据采集模块均与所述控制终端连接，所述量子随机数发生器与密钥存储模块连接，所述密钥存储模块和数据采集模块均与加密模块连接，所述控制终端、加密模块和量子随机发生器均通过通信模块与终端设备通信连接。作为本专利技术进一步改进的技术方案，所述通信模块包括远距离通信模块和近距离通信模块，所述控制终端和加密模块均通过远距离通信模块与终端设备无线通信连接，所述控制终端和量子随机发生器均通过近距离通信模块与终端设备无线通信连接。作为本专利技术进一步改进的技术方案，所述近距离通信模块包括无线通信模块和有线通信模块，所述无线通信模块采用NFC通信方式或RFID通信方式，所述有线通信模块采用USB接口或以太网接口。作为本专利技术进一步改进的技术方案，所述量子加密盒子通过其内的远距离通信模块连接有交换机，所述交换机连接互联网且终端设备与互联网连接从而实现远距离通信模块与终端设备的无线通信连接。作为本专利技术进一步改进的技术方案，所述远距离通信模块采用以太网接口，所述交换机采用以太网交换机。作为本专利技术进一步改进的技术方案，所述终端设备为手机、平板或PC。作为本专利技术进一步改进的技术方案，所述量子加密盒子还包括无线充电模块，所述无线充电模块用于为终端设备充电,所述网络摄像头、量子加密盒子和控制终端均连接有电源。作为本专利技术进一步改进的技术方案，所述网络摄像头为单个或多个，单个或多个所述网络摄像头均与量子加密盒子内的数据采集模块连接；所述终端设备为单个或多个，单个或多个所述终端设备均与量子加密盒子内的通信模块通信连接。为实现上述技术目的，本专利技术采取的另一个技术方案为：一种用于多媒体数据流的量子安全通信系统的通信方法，包括密钥产生步骤、终端设备与网络摄像头匹配步骤、密钥传输步骤和数据传输步骤；所述密钥产生步骤包括：步骤1：所述量子随机数发生器不间断的产生量子随机数流，并将产生的量子随机数流存储至密钥存储模块的第一密钥池内；所述终端设备与网络摄像头匹配步骤包括：步骤2：所述网络摄像头连接量子加密盒子的数据采集模块，并将自身的网络地址发送给数据采集模块；步骤3：数据采集模块将网络摄像头的网络地址发送给控制终端，以供控制终端进行管理；步骤4：终端设备通过近距离通信方式搜索量子加密盒子，并与量子加密盒子的近距离通信模块连接，终端设备将自身的物理地址无线发送给量子加密盒子的近距离通信模块；步骤5：近距离通信模块将终端设备的物理地址发送给控制终端，控制终端记录网络摄像头的网络地址以及终端设备的物理地址并设置终端设备与网络摄像头的对应关系从而将终端设备与网络摄像头进行匹配；所述密钥传输步骤包括：步骤6：终端设备通过近距离通信方式搜索量子加密盒子，并与量子加密盒子的近距离通信模块连接，终端设备通过配套软件向近距离通信模块发送密钥请求信息，密钥请求信息包括终端设备的物理地址；步骤7：近距离通信模块将密钥请求信息发送给控制终端；步骤8：控制终端判断密钥请求信息内终端设备的物理地址是否为已记录终端设备的物理地址；若是，控制终端向量子随机数发生器请求量子随机数流，执行步骤9；否则，控制终端拒绝终端设备请求；步骤9：量子随机数发生器将密钥存储模块的第一密钥池内存储的量子随机数流传输至近距离通信模块，密钥存储模块将已传输至近距离通信模块的量子随机数流更新存储至第二密钥池内；步骤10：近距离通信模块将量子随机数流传输给终端设备，由终端设备内的配套软件对量子随机数流进行管理；所述数据传输步骤包括：步骤11：当终端设备与网络摄像头距离较远且需要访问网络摄像头内的音视频数据时，终端设备通过其内的配套软件以及互联网向远距离通信模块发送摄像头访问请求信息，摄像头访问请求信息包括终端设备的物理地址和请求访问的网络摄像头的网络地址；步骤12：远距离通信模块将摄像头访问请求信息发送给控制终端；步骤13：控制终端判断收到的摄像头访问请求信息内的终端设备的物理地址是否为已记录终端设备的物理地址，且摄像头访问请求信息内的请求访问的网络摄像头的网络地址是否为与摄像头访问请求信息内的终端设备相匹配的网络摄像头；若均是，则控制终端向数据采集模块发送采集该网络摄像头的音视频数据的控制指令，该控制指令包括需要采集的网络摄像头的网络地址和终端设备的物理地址，执行步骤14；否则，控制终端拒绝终端设备访问；步骤14：数据采集模块根据控制终端的控制指令实时调取网络摄像头的音视频数据并将网络摄像头的音视频数据、网络摄像头的网络地址以及终端设备的物理地址发送给加密模块；加密模块从密钥存储模块的第二密钥池存储的量子随机数流中随机调用量子随机数并通过调用的量子随机数对音视频数据进行加密；步骤15：加密模块将加密后的音视频数据、网络摄像头的网络地址以及加密所使用的量子随机数的起始标志位和长度通过远距离通信模块、交换机和互联网传输至终端设备；步骤16：终端设备通过配套软件从其内的量子随机数流中调取与加密所使用的量子随机数具有相同起始标志位和长度的量子随机数且通过调取的量子随机数对接收到的加密后的音视频数据进行解密。作为本专利技术进一步改进的技术方案，所述步骤14中的数据采集模块实时调取的网络摄像头的音视频数据为数据包或者纯数据流。作为本专利技术进一步改进本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于多媒体数据流的量子安全通信系统，其特征在于，包括网络摄像头、量子加密盒子、控制终端和终端设备，所述量子加密盒子包括量子随机数发生器、密钥存储模块、加密模块、通信模块和数据采集模块，所述网络摄像头与数据采集模块连接，所述量子随机数发生器和数据采集模块均与所述控制终端连接，所述量子随机数发生器与密钥存储模块连接，所述密钥存储模块和数据采集模块均与加密模块连接，所述控制终端、加密模块和量子随机发生器均通过通信模块与终端设备通信连接。

【技术特征摘要】
1.一种用于多媒体数据流的量子安全通信系统，其特征在于，包括网络摄像头、量子加密盒子、控制终端和终端设备，所述量子加密盒子包括量子随机数发生器、密钥存储模块、加密模块、通信模块和数据采集模块，所述网络摄像头与数据采集模块连接，所述量子随机数发生器和数据采集模块均与所述控制终端连接，所述量子随机数发生器与密钥存储模块连接，所述密钥存储模块和数据采集模块均与加密模块连接，所述控制终端、加密模块和量子随机发生器均通过通信模块与终端设备通信连接。2.根据权利要求1所述的用于多媒体数据流的量子安全通信系统，其特征在于，所述通信模块包括远距离通信模块和近距离通信模块，所述控制终端和加密模块均通过远距离通信模块与终端设备无线通信连接，所述控制终端和量子随机发生器均通过近距离通信模块与终端设备无线通信连接。3.根据权利要求2所述的用于多媒体数据流的量子安全通信系统，其特征在于，所述近距离通信模块包括无线通信模块和有线通信模块，所述无线通信模块采用NFC通信方式或RFID通信方式，所述有线通信模块采用USB接口或以太网接口。4.根据权利要求2所述的用于多媒体数据流的量子安全通信系统，其特征在于，所述量子加密盒子通过其内的远距离通信模块连接有交换机，所述交换机连接互联网且终端设备与互联网连接从而实现远距离通信模块与终端设备的无线通信连接。5.根据权利要求4所述的用于多媒体数据流的量子安全通信系统，其特征在于，所述远距离通信模块采用以太网接口，所述交换机采用以太网交换机。6.根据权利要求1至5任一项所述的用于多媒体数据流的量子安全通信系统，其特征在于，所述终端设备为手机、平板或PC。7.根据权利要求1所述的用于多媒体数据流的量子安全通信系统，其特征在于，所述量子加密盒子还包括无线充电模块，所述无线充电模块用于为终端设备充电,所述网络摄像头、量子加密盒子和控制终端均连接有电源。8.根据权利要求1所述的用于多媒体数据流的量子安全通信系统，其特征在于，所述网络摄像头为单个或多个，单个或多个所述网络摄像头均与量子加密盒子内的数据采集模块连接；所述终端设备为单个或多个，单个或多个所述终端设备均与量子加密盒子内的通信模块通信连接。9.一种基于权利要求2所述的用于多媒体数据流的量子安全通信系统的通信方法，其特征在于，包括密钥产生步骤、终端设备与网络摄像头匹配步骤、密钥传输步骤和数据传输步骤；所述密钥产生步骤包括：步骤1：所述量子随机数发生器不间断的产生量子随机数流，并将产生的量子随机数流存储至密钥存储模块的第一密钥池内；所述终端设备与网络摄像头匹配步骤包括：步骤2：所述网络摄像头连接量子加密盒子的数据采集模块，并将自身的网络地址发送给数据采集模块；步骤3：数据采集模块将网络摄像头的网络地址发送给控制终端，以供控制终端进行管理；步骤4：终端设备通过近距离通信方式搜索量子加密盒子，并与量子加密盒子的近距离通信模块连接，终端设备将自身的物理地址无线发送给量子加密盒子的近距离通信模块；步骤5：近距离通信模块将终端设备的物理地址发送给控制终端，控制终端记录网络摄像头的网络地址以及终端设备的物理地址并设置终端设备与网络摄像头的对应关系从而将终端设备与网络摄像头进行匹配；所述密钥传输步骤包括：步骤6：终端设备通过近距离通信方式搜索量子加密盒子，并与量子加密盒子的近距离通信模块连接，终端设备通过配套软件向近距离通信模块发送...

【专利技术属性】
技术研发人员：王岩，李大伟，陈巍，韩正甫，
申请(专利权)人：安徽问天量子科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：安徽,34