一种基于量子加密的数据安全传输方法及系统技术方案

本发明专利技术公开了一种基于量子加密的数据安全传输方法及系统，涉及信息安全技术领域。秘密发送者Alice获取原始数据和量子加密参数；基于二维受控交替量子行走生成与目标数据长度匹配的目标密钥和目标黑盒；通过目标密钥和目标黑盒对原始数据进行量子加密，得到目标传输数据；向秘密接收者Bob发送量子加密参数和目标数据长度，向云服务器发送目标传输数据；以使秘密接收者Bob根据量子加密参数生成目标密钥和目标黑盒，对目标传输数据进行解密，得到原始数据。通过基于二维受控交替量子行走生成与目标数据长度匹配的目标密钥和目标黑盒，使用目标密钥和目标黑盒对目标数据进行双层加密，防止被破解，提高了加密方法的稳定性。提高了加密方法的稳定性。提高了加密方法的稳定性。

【技术实现步骤摘要】
一种基于量子加密的数据安全传输方法及系统


[0001]本专利技术涉及信息安全
，具体涉及一种基于量子加密的数据安全传输方法及系统。

技术介绍

[0002]随着多媒体文件、物联网和互联网通信的增长和发展，可以通过5G网络在物联网上传输多媒体文件。因此，多媒体文件的安全性受到越来越多的关注，而多媒体文件在通过通信网络传输时容易受到恶意攻击。
[0003]量子计算是一个快速发展的领域，在过去的几十年中取得了许多突破。量子计算正在从一个新兴的科学分支转变为一个成熟的科学和工程研究领域。量子游走是经典随机游走的量子力学的对应，是用于构建量子算法的复杂工具，已被证明可以构成量子计算的通用模型，此外，可以使用量子游走来开发量子密码协议以及量子网络。
[0004]现有技术中的量子加密的方案可以利用量子计算机技术进行破解，稳定性低。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的就在于解决上述
技术介绍
的问题，而提出一种基于量子加密的数据安全传输方法及系统。
[0006]本专利技术的目的可以通过以下技术方案实现：本专利技术实施例第一方面，首先提供了一种基于量子加密的数据安全传输方法，应用于秘密发送者Alice，所述方法包括：获取待传输的原始数据和量子加密参数，确定所述原始数据的目标数据长度；根据量子加密参数，基于二维受控交替量子行走生成与所述目标数据长度匹配的目标密钥和目标黑盒；通过所述目标密钥和所述目标黑盒对所述原始数据进行量子加密，得到目标传输数据；通过安全量子通道向秘密接收者Bob发送所述量子加密参数和所述目标数据长度，并向云服务器发送所述目标传输数据；以使所述秘密接收者Bob从所述云服务器获取所述目标传输数据，根据所述量子加密参数生成所述目标密钥和所述目标黑盒，对所述目标传输数据进行解密，得到所述原始数据。
[0007]可选地，根据量子加密参数，基于二维受控交替量子行走生成与所述目标数据长度匹配的目标密钥和目标黑盒，包括：基于二维受控交替量子行走生成与所述目标数据长度匹配的第一概率矩阵；根据所述第一概率矩阵生成目标密钥；将所述第一概率矩阵中的元素按照预设规则排序，得到第二概率矩阵，将所述第一概率矩阵与所述第二概率矩阵之间的映射关系作为目标黑盒。
[0008]可选地，所述目标数据长度为所述原始数据在二进制格式时的位数；基于二维受
控交替量子行走生成与所述目标数据长度匹配的第一概率矩阵，包括：使用量子加密参数基于二维受控交替量子行走生成第二概率矩阵；通过resize函数调整所述第二概率矩阵与所述目标数据长度匹配，得到第一概率矩阵：其中，为所述第二概率矩阵，为所述目标数据长度,为预设正整数。
[0009]可选地，根据所述第一概率矩阵生成目标密钥，包括：将所述第一概率矩阵转换为二进制，得到目标密钥：其中，和为预设正整数。
[0010]可选地，所述原始数据为视频数据，所述目标数据长度，其中为所述原始数据的帧数，为每一帧的大小，每一帧包括三个颜色通道RGB；基于二维受控交替量子行走生成与所述目标数据长度匹配的第一概率矩阵包括：使用量子加密参数基于二维受控交替量子行走生成第二概率矩阵；通过resize函数调整所述第二概率矩阵与所述目标数据长度匹配，得到第一概率矩阵：其中，为所述第二概率矩阵。
[0011]可选地，根据所述第一概率矩阵计算目标密钥具体包括：将第一概率矩阵中的值转换为范围从0到的整数值，得到目标密钥：其中，和为预设正整数。
[0012]可选地，所述目标黑盒包括第一黑盒和第二黑盒，所述第一黑盒的长度为，所述第二黑盒的长度为。
[0013]可选地，通过所述目标密钥和所述目标黑盒对所述原始数据进行量子加密，得到目标传输数据，包括：将所述原始数据和所述目标密钥进行异或运算，得到中间数据；使用所述目标黑盒中对应的值替换所述中间数据中的值，得到量子加密后的目标传输数据。
[0014]本专利技术实施例第二方面，还提供了一种基于量子加密的数据安全传输方法，应用于秘密接收者Bob，所述方法包括：通过安全量子通道向接收秘密发送者Alice发送的，量子加密参数和原始数据的目标数据长度；从云服务器获取目标传输数据；所述目标传输数据为所述接收秘密发送者Alice
根据所述量子加密参数和所述目标数据长度对所述原始数据进行量子加密得到的；根据量子加密参数，基于二维受控交替量子行走生成与所述目标数据长度匹配的目标密钥和目标黑盒；通过所述目标密钥和所述目标黑盒对所述目标传输数据进行量子解密，得到所述原始数据。
[0015]本专利技术实施例第三方面，还提供了一种基于量子加密的数据安全传输系统，包括秘密发送者Alice、云服务器和秘密接收者Bob，其中：所述秘密发送者Alice，用于获取待传输的原始数据和量子加密参数，确定所述原始数据的目标数据长度；根据量子加密参数，基于二维受控交替量子行走生成与所述目标数据长度匹配的目标密钥和目标黑盒；通过所述目标密钥和所述目标黑盒对所述原始数据进行量子加密，得到目标传输数据；通过安全量子通道向秘密接收者Bob发送所述量子加密参数和所述目标数据长度，并向云服务器发送所述目标传输数据；所述云服务器，用于保存所述目标传输数据；所述秘密接收者Bob，用于从所述云服务器获取所述目标传输数据，根据所述量子加密参数生成所述目标密钥和所述目标黑盒，对所述目标传输数据进行解密，得到所述原始数据。
[0016]本专利技术实施例提供了一种基于量子加密的数据安全传输方法，应用于秘密发送者Alice，方法包括：获取待传输的原始数据和量子加密参数，确定原始数据的目标数据长度；根据量子加密参数，基于二维受控交替量子行走生成与目标数据长度匹配的目标密钥和目标黑盒；通过目标密钥和目标黑盒对原始数据进行量子加密，得到目标传输数据；通过安全量子通道向秘密接收者Bob发送量子加密参数和目标数据长度，并向云服务器发送目标传输数据；以使秘密接收者Bob从云服务器获取目标传输数据，根据量子加密参数生成目标密钥和目标黑盒，对目标传输数据进行解密，得到原始数据。通过基于二维受控交替量子行走生成与目标数据长度匹配的目标密钥和目标黑盒，使用目标密钥和目标黑盒对目标数据进行双层加密，防止被破解，提高了加密方法的稳定性。
附图说明
[0017]下面结合附图对本专利技术作进一步的说明。
[0018]图1为本专利技术实施例提供的应用于秘密发送者Alice的基于量子加密的数据安全传输方法的流程图；图2为本专利技术实施例提供的另一种应用于秘密发送者Alice的基于量子加密的数据安全传输方法的流程图；图3为本专利技术实施例还提供的应用于秘密接收者Bob的基于量子加密的数据安全传输方法的流程图；图4为专利技术实施例提供的一种基于量子加密的数据安全传输系统的系统框图。
具体实施方式
[0019]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本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于量子加密的数据安全传输方法，其特征在于，应用于秘密发送者Alice，所述方法包括：获取待传输的原始数据和量子加密参数，确定所述原始数据的目标数据长度；根据量子加密参数，基于二维受控交替量子行走生成与所述目标数据长度匹配的目标密钥和目标黑盒；通过所述目标密钥和所述目标黑盒对所述原始数据进行量子加密，得到目标传输数据；通过安全量子通道向秘密接收者Bob发送所述量子加密参数和所述目标数据长度，并向云服务器发送所述目标传输数据；以使所述秘密接收者Bob从所述云服务器获取所述目标传输数据，根据所述量子加密参数生成所述目标密钥和所述目标黑盒，对所述目标传输数据进行解密，得到所述原始数据。2.根据权利要求1所述的一种基于量子加密的数据安全传输方法，其特征在于，根据量子加密参数，基于二维受控交替量子行走生成与所述目标数据长度匹配的目标密钥和目标黑盒，包括：基于二维受控交替量子行走生成与所述目标数据长度匹配的第一概率矩阵；根据所述第一概率矩阵生成目标密钥；将所述第一概率矩阵中的元素按照预设规则排序，得到第二概率矩阵，将所述第一概率矩阵与所述第二概率矩阵之间的映射关系作为目标黑盒。3.根据权利要求2所述的一种基于量子加密的数据安全传输方法，其特征在于，所述目标数据长度为所述原始数据在二进制格式时的位数；基于二维受控交替量子行走生成与所述目标数据长度匹配的第一概率矩阵，包括：使用量子加密参数基于二维受控交替量子行走生成第二概率矩阵；通过resize函数调整所述第二概率矩阵与所述目标数据长度匹配，得到第一概率矩阵：其中，为所述第二概率矩阵，为所述目标数据长度,为预设正整数。4.根据权利要求3所述的一种基于量子加密的数据安全传输方法，其特征在于，根据所述第一概率矩阵生成目标密钥，包括：将所述第一概率矩阵转换为二进制，得到目标密钥：其中，和为预设正整数。5.根据权利要求2所述的一种基于量子加密的数据安全传输方法，其特征在于，所述原始数据为视频数据，所述目标数据长度，其中为所述原始数据的帧数，为每一帧的大小，每一帧包括三个颜色通道RGB；基于二维受控交替量子行走生成与所述目标数据长度匹配的第一概率矩阵包括：使用量子加密参数基于二维受控交替量子行走生成第二概率矩阵；
通过resize函数调整所述第二概率矩阵...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴杰，李德聪，陈乃杰，
申请(专利权)人：北京算讯科技有限公司，
类型：发明
国别省市：