基于密文取非映射的信息传输方法和客户端技术

本发明专利技术公开了一种基于密文取非映射的信息传输方法和客户端，所述方法包括：在将信息基于量子噪声加密技术生成密文的过程中，记录生成密文的基的奇偶性；基于记录的基的奇偶性，对相应密文保持不变或进行除最低比特位外的其它比特位的按位取非操作后经过信号调制向对端发送。本发明专利技术使得密文在传输过程中，不同比特位的比特错误率达到平衡，密文的每个比特位置的比特错误率近似的等于0.5(比特错误率的最大值)，从而提升系统的物理层安全防护性能。

【技术实现步骤摘要】
基于密文取非映射的信息传输方法和客户端
本专利技术涉及信息安全传输
，特别是指一种基于密文取非映射的信息传输方法和客户端。
技术介绍
随着通信技术的发展，网络的传输容量越来越大。一个高容量的、大速率的网络搬运大量的个人信息和隐私信息，如银行账户、商业机密等等，一旦这些信息被泄露将会造成如法估量的损失。因此，网络的安全性变得越来越重要。现有的网络的安全防护大多数都是从网络层考虑的忽略了网络中最薄弱的物理层。而且，现有的网络的物理层大多处于“不设防”的状态，存在着被窃听、被攻击和被篡改的重大安全隐患。随着量子计算的发展，传统加密技术手段受到挑战，增强光网络物理层安全防御能力具有重要的现实意义。量子噪声加密系统(QuantumNoiseStreamCipher，QNSC)利用激光器固有的量子噪声对数据进行直接加密，实现长跨距、大容量的物理层安全传输，与现有的光网络有很好的兼容性。然而，在量子噪声加密系统中量子噪声对密文不同比特位置的影响不同使得量子噪声加密系统有被攻破的可能性。在传统光纤通信，光噪声造成信号接收质量下降，需要尽可能消除噪声带来的影响。但是，量子噪声加密技术巧妙利用光噪声作为随机源，用来加密信号的真实状态。其主要原理如图1所示，和传统光纤通信的主要区别是：传统通信基本远离噪声光通信机制设计，即传统通信光噪声造成接收质量下降，需要尽可能消除其影响；而在量子噪声加密技术中则巧妙利用光噪声作为随机源，加密信号物理状态。在图1中原始信号经过基的作用使得信号空间扩展，相邻信号之间的间距变小，由于通信过程中存在噪声，所以将扩展后的相邻信号掩盖，模糊，从而实现信号的加密。由于量子噪声加密技术中量子噪声对密文不同比特位置的影响不同导致量子噪声加密技术有被快速相关攻击攻克的可能性。因此，为了很好的应对快速相关攻击，量子噪声扩散技术被提出。量子噪声扩散技术(QDM)通过将信号的相位进行更细分的划分，从而使得噪声淹没的信号状态数量增加来增加安全性。图2展示了量子噪声扩散技术的基本原理，首先运行密钥将原始信号状态进行粗扩散，然后利用额外的密钥在粗扩散的基础上进行细扩散，增加信号分布的空间密度，从而增加量子噪声遮掩信号的状态数。接收端由于掌握加密时的运行密钥，能够利用二进制检测恢复信号，然而非法接收端由于噪声的存在使得它不得不在噪声的掩盖中判决信号，从而无法精确恢复出信号状态。量子噪声扩散技术(QDM)通过将信号状态进行更加细的划分，增加噪声淹没的信号数量从而增加量子噪声加密技术传输的安全性，但是QDM技术仅仅是针对相位调制提出无法应用于幅度调制或正交幅度调制系统。事实上，本专利技术的专利技术人发现，利用现有的量子噪声加密系统加密后的信号在幅度调制或正交幅度调制系统中，往往会出现量子噪声对不同比特位置的影响不同，由于量子噪声对密文不同比特位置的影响不同使得量子噪声加密技术容易被快速相关攻击攻破，使得加密系统的安全性受到很大威胁。
技术实现思路
本专利技术提出了一种基于密文取非映射的信息传输方法和客户端，使得密文在传输过程中不同比特位的比特错误率达到平衡，密文的每个比特位置的比特错误率接近0.5(比特错误率的最大值)，从而提升系统的物理层安全防护性能。基于上述目的，本专利技术提供一种基于密文取非映射的信息传输方法，包括：在将信息基于量子噪声加密技术生成密文的过程中，记录生成密文的基的奇偶性；基于记录的基的奇偶性，对相应密文保持不变或进行除最低比特位外的其它比特位的按位取非操作后经过信号调制向对端发送。进一步，所述方法还包括：所述对端对接收的信号进行解调后得到密文；所述对端利用取非解映射得到的基，基于量子噪声加密技术对相应密文进行解密得到传输的信息；其中，所述取非解映射得到的基，具体为所述对端对于本地产生的基，根据所述基的奇偶性，对所述基保持不变或进行除最低比特位外的其它比特位的按位取非操作后得到的。其中，所述基于记录的基的奇偶性，对相应密文保持不变或进行除最低比特位外的其它比特位的按位取非操作，具体包括：对于Q路密文，若该Q路密文对应的基为偶/奇数，则对该Q路密文进行除最低比特位外的其它比特位的按位取非操作；若该Q路密文对应的基为奇/偶数，则对该Q路密文保持不变；对于I路密文，若该I路密文对应的基为偶/奇数，则对该I路密文保持不变；若该I路密文对应的基为奇/偶数，则对该I路密文进行除最低比特位外的其它比特位的按位取非操作。相应地，所述根据所述基的奇偶性，对所述基保持不变或进行除最低比特位外的其它比特位的按位取非操作，具体包括：对于Q路基，若判决出该Q路的基为偶/奇数，则对该Q路基进行除最低比特位外的其它比特位的按位取非操作；若判决该Q路的基为奇/偶数，则对该Q路基保持不变；对于I路基，若判决出该I路的基为偶/奇数，则对该I路基保持不变；若判决该I路的基为奇/偶数，则对该I路基进行除最低比特位外的其它比特位的按位取非操作。较佳地，在所述基于生成密文的基的不同，对所述密文进行或不进行除最低比特位外的其它比特位的按位取非操作之前，还包括：根据密钥确定开关K值；以及所述基于记录的基的奇偶性，对相应密文保持不变或进行除最低比特位外的其它比特位的按位取非操作，具体包括：若K＝1，则在Q路密文对应的基为偶/奇数时，对该Q路密文进行除最低比特位外的其它比特位的按位取非操作；在该Q路密文对应的基为奇/偶数时，对该Q路密文保持不变；在I路密文对应的基为偶/奇数时，对该I路密文保持不变；在该I路密文对应的基为奇/偶数时，对该I路密文进行除最低比特位外的其它比特位的按位取非操作；若K＝0，则在Q路密文对应的基为奇/偶数时，对该Q路密文进行除最低比特位外的其它比特位的按位取非操作；在该Q路密文对应的基为偶/奇数时，对该Q路密文保持不变；在I路密文对应的基为奇/偶数时，对该I路密文保持不变；在该I路密文对应的基为偶/奇数时，对该I路密文进行除最低比特位外的其它比特位的按位取非操作。相应地，在所述根据所述基的奇偶性，对所述基保持不变或进行除最低比特位外的其它比特位的按位取非操作之前，还包括：所述对端根据所述密钥确定开关K值；以及所述根据所述基的奇偶性，对所述基保持不变或进行除最低比特位外的其它比特位的按位取非操作，具体包括：若K＝1，则所述对端在判决本地的Q路基为偶/奇数时，对该Q路基进行除最低比特位外的其它比特位的按位取非操作；在判决该Q路本地基为奇/偶数时，对该Q路基保持不变；在判决本地I路基为偶/奇数时，对该I路基保持不变；在判决该I路基为奇/偶数时，对该I路基进行除最低比特位外的其它比特位的按位取非操作；若K＝0，则在判决本地Q路基为奇/偶数时，对该Q路基进行除最低比特位外的其它比特位的按位取非操作；在判决该Q路基为偶/奇数时，对该Q路基保持不变；在判决本地I路基为奇/偶数时，对该I路基保持不变；在判决该I路基为偶/奇数时，对该I路基进行除最低比特位外的其它比特位的按位取非操作。本专利技术还提供一种客户端，包括：数据发送模块，以及还包括：加密模块，用于在将信息基于量子噪声加密技术生成密文的过程中，记录生成密文的基的奇偶性；取非映射模块，用于基于记录的基的奇偶性，对相应密文保持不变或进行除最低比特位外的其它比特位的按位取非操作后输出至所述数据发送模块，本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于密文取非映射的信息传输方法，其特征在于，包括：在将信息基于量子噪声加密技术生成密文的过程中，记录生成密文的基的奇偶性；基于记录的基的奇偶性，对相应密文保持不变或进行除最低比特位外的其它比特位的按位取非操作后进行信号调制向对端发送。

【技术特征摘要】
1.一种基于密文取非映射的信息传输方法，其特征在于，包括：在将信息基于量子噪声加密技术生成密文的过程中，记录生成密文的基的奇偶性；基于记录的基的奇偶性，对相应密文保持不变或进行除最低比特位外的其它比特位的按位取非操作后进行信号调制向对端发送。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括：所述对端对接收的信号进行解调后得到密文；所述对端利用取非解映射得到的基，基于量子噪声加密技术对相应密文进行解密得到传输的信息；其中，所述取非解映射得到的基，具体为所述对端对于本地产生的基，根据所述基的奇偶性，对所述基保持不变或进行除最低比特位外的其它比特位的按位取非操作后得到的。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述基于记录的基的奇偶性，对相应密文保持不变或进行除最低比特位外的其它比特位的按位取非操作，具体包括：对于Q路密文，若该Q路密文对应的基为偶/奇数，则对该Q路密文进行除最低比特位外的其它比特位的按位取非操作；若该Q路密文对应的基为奇/偶数，则对该Q路密文保持不变；对于I路密文，若该I路密文对应的基为偶/奇数，则对该I路密文保持不变；若该I路密文对应的基为奇/偶数，则对该I路密文进行除最低比特位外的其它比特位的按位取非操作。4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述根据所述基的奇偶性，对所述基保持不变或进行除最低比特位外的其它比特位的按位取非操作，具体包括：对于Q路基，若判决出该Q路的基为偶/奇数，则对该Q路基进行除最低比特位外的其它比特位的按位取非操作；若判决该Q路的基为奇/偶数，则对该Q路基保持不变；对于I路基，若判决出该I路的基为偶/奇数，则对该I路基保持不变；若判决该I路的基为奇/偶数，则对该I路基进行除最低比特位外的其它比特位的按位取非操作。5.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，在所述基于生成密文的基的不同，对所述密文进行或不进行除最低比特位外的其它比特位的按位取非操作之前，还包括：根据密钥确定开关K值；以及所述基于记录的基的奇偶性，对相应密文保持不变或进行除最低比特位外的其它比特位的按位取非操作，具体包括：若K＝1，则在Q路密文对应的基为偶/奇数时，对该Q路密文进行除最低比特位外的其它比特位的按位取非操作；在该Q路密文对应的基为奇/偶数时，对该Q路密文保持不变；在I路密文对应的基为偶/奇数时，对该I路密文保持不变；在该I路密文对应的基为奇/偶数时，对该I路密文进行除最低比特位外的其它比特位的按位取非操作；若K＝0，则在Q路密文对应的基为奇/偶数时，对该Q路密文进行除最低比特位外的其它比特位的按位取非操作；在该Q路密文对应的基为偶/奇数时，对该Q路密文保持不变...

【专利技术属性】
技术研发人员：张杰，李亚杰，王凯，王祥青，赵永利，张会彬，
申请(专利权)人：北京邮电大学，
类型：发明
国别省市：北京,11