【技术实现步骤摘要】
一种IKEv2协商使用量子密钥的方法
本专利技术涉及通信
,具体涉及一种IKEv2协商使用量子密钥的方法。
技术介绍
IPSEC(InternetProtocolSecurity因特网协议安全)是一种开放标准的框架结构,通过使用加密的安全服务以确保在IP网络上进行保密而安全的通讯。IKE(InternetKeyExchange)是IPSEC体系结构中的一种主要协议,IPSEC通过IKE协议交换和管理在VPN中使用的加密密钥。IKE有V1和V2两个版本。IKEv1为早期版本。IKEv2简化了安全联盟的协商过程,主要通过初始交换和创建子SA交换完成协商过程,并且增加了安全特性和扩展性。IKEv2初始使用2次交换,分别是IKE_SA_INIT交换和IKE_AUTH交换,完成一个IKESA和一对IPSecSA的协商,然后通过CREATE_CHILD_SA交换实现IKESA和IPSecSA的密钥更新。IKEv1和IKEv2的密钥交换都是基于Diffie-Hellman算法实现的,Diffie-Hellman算法的安全性是建立在计算大素数离散对数的困难性这一基础上的。随着计算机性能的不断提升,人们开始担心任何基于数学难题的加密算法,终有被破解的一天。目前有一种新技术不以来数学难题,而依赖于物理学原理,这就是量子密钥分发(QKD:QuantumKeyDistribution)协议,QKD以量子作为信息的载体,经量子信道传输,在合法的用户之间建立共享密钥。BB84协议是QKD协议中的一个,它通过光的偏振的物理学特性,满足量子学的测不准原理和不可克隆定律,一旦量子信道 ...
【技术保护点】
1.一种IKEv2协商使用量子密钥的方法,其特征在于:包括以下步骤:S100、发起方和响应方采用量子密钥分发协议QKD,产生量子密钥QK,用QK替代或结合Diffie‑Hellman密钥交换产生的共享密钥g^ir;S200、使用量子密钥票据QKT,唯一标识本次产生量子密钥QK;S300、发起方和响应方采用IKEv2协议进行密钥交换,新增QKT载荷,由发起方发给响应方;S400、对于IKEv2初始交换计算产生基础密钥材料SKEYSEED及工作密钥;S500、对于IKEv2初始交换进行计算生成的SA的密钥材料KEYMAT;S600、创建子SA时,发起方重新产生一个的量子密钥QK(new)和量子票据QKT(new),然后进行CREATE_CHILD_SA交换;S700、CREATE_CHILD_SA交换生成密钥材料KEYMAT。
【技术特征摘要】
1.一种IKEv2协商使用量子密钥的方法,其特征在于:包括以下步骤:S100、发起方和响应方采用量子密钥分发协议QKD,产生量子密钥QK,用QK替代或结合Diffie-Hellman密钥交换产生的共享密钥g^ir;S200、使用量子密钥票据QKT,唯一标识本次产生量子密钥QK;S300、发起方和响应方采用IKEv2协议进行密钥交换,新增QKT载荷,由发起方发给响应方;S400、对于IKEv2初始交换计算产生基础密钥材料SKEYSEED及工作密钥;S500、对于IKEv2初始交换进行计算生成的SA的密钥材料KEYMAT;S600、创建子SA时,发起方重新产生一个的量子密钥QK(new)和量子票据QKT(new),然后进行CREATE_CHILD_SA交换;S700、CREATE_CHILD_SA交换生成密钥材料KEYMAT。2.根据权利要求1所述的IKEv2协商使用量子密钥的方法,其特征在于:所述步骤S400中的IKEv2的初始交换采用以下步骤:第一对消息,即IKE_SA_INIT交换,进行协商加密算法,传递量子票据,交换nonce,可选做一个Diffie-Hellman的KE密钥交换,具体的消息内容为:发起方发送HDR,SAi1,QKT,[KEi,]Ni;响应方发送HDR,SAr1,[KEr,]Nr,[CERTREQ]。第二对消息,即IKE_AUTH交换,验证前一对消息,交换身份和证书,并建立第一个子SA,消息内容用SK_e密钥加密,用SK_a密钥认证,具体的消息内容为:发起方发送HDR,SK{IDi,[CERT,][CERTREQ,][IDr,]AUTH,SAi2,TSi,TSr};响应方发送HDR,SK{IDr,[CERT,]AUTH,SAr2,TSi,TSr}。QKT为发起方通过QKD密钥分发协议产生量子密钥QK对应的量子票据,作为IKE载荷发给响应方,响应方使用QKT向量子QKD设备请求得到QK;[KEi,]、[KEr,]为可选项,KE表示Diffie-Hellman密钥交换时的KE载荷,i和r分别代表发起方和响应方;采用量子密钥QK替代Diffie-Hellman密钥交换方式,交换过程中不携带KE载荷。3.根据权利要求2所述的IKEv2协商使用量子密钥的方法,其特征在于:所述步骤S400对于IKEv2初始交换计算产生基础密钥材料SKEYSEED及工作密钥,计算方法如下:SKEYSEED=prf(Ni|Nr,QK[|g^ir])然后产生7种工作密钥:{SK_d|SK_ai|SK_ar|SK_ei|SK_er|SK_pi|SK_pr}=prf+(SKEYSEED,Ni|Nr|SPIi|SPIr)说明:[|g^ir]为可选项,g^ir表示Diffie-Hellman的KE密钥交换产生的共享密钥;若采用量子密钥QK替代Diffie-Hellman的KE密钥交换方式时,[|g^ir]不参与计算;SK_d:d代表deriving,为派生密钥;SK_a:a代表authenticating,为认证密钥;SK_e:e代表encrypting,为加密密钥;SK_p:p代表payload,生成AUTH有效负载时使用的密钥;i:代表发起方;r:代表响应方。4.根据权利要求1所述的IKEv2协商使用量子密钥的方法,其特征在于:所...
【专利技术属性】
技术研发人员:林晨,
申请(专利权)人:安徽皖通邮电股份有限公司,
类型:发明
国别省市:安徽,34
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