网联无人机的密钥供应方法、装置、系统及相关设备制造方法及图纸

本申请提供的一种网联无人机的密钥供应方法、装置、系统及相关设备，应用于网联无人机、系留无人机、基站及边缘节点组成的密钥供应系统中，方法包括：确定网联无人机、系留无人机、基站及边缘节点的设定参数；根据设定参数计算网联无人机与系留无人机之间的最远空间距离，及边缘节点通过基站连接至系留无人机的累计光纤长度；基于预设的自由空间量子密钥分发设备表，根据最远空间距离进行自由空间量子密钥分发设备的确定；基于预设的光纤量子密钥分发设备表，根据累计光纤长度进行光纤量子密钥分发设备的确定；输出确定出的自由空间量子密钥分发设备的信息及光纤量子密钥分发设备的信息。的信息。的信息。

【技术实现步骤摘要】
网联无人机的密钥供应方法、装置、系统及相关设备


[0001]本申请涉及通信
，尤其涉及一种网联无人机的密钥供应方法、装置、系统及相关设备。

技术介绍

[0002]在5G网络快速发展的同时，各种安全风险和威胁层出不穷。网联无人机这一5G网络的典型应用也提出了更高的安全需求，其中，网联无人机巡检后数据回传的安全性可以通过数据加密来保障。量子密钥分发(Quantum Key Distribution，QKD)可以在通信双方实现无条件安全的密钥分发，从而在通信双方建立对称的量子密钥，结合对称加密算法可以保障通信双方的安全通信。通过离线注入的方式可以为无人机离线供应量子密钥，但是该方法难以实时保障密钥的安全性且在网联无人机飞行时无法动态补充密钥。

技术实现思路

[0003]有鉴于此，本申请提供一种网联无人机的密钥供应方法、装置、系统及相关设备，以此利用系留无人机与网联无人机通过确定出的自由空间量子密钥分发设备进行通信，利用系留无人机与边缘节点通过确定出的光纤量子密钥分发设备进行通信，从而保证了网联无人机的量子密钥在线实时供应效率，满足网联无人机的数据回传安全需求。
[0004]基于上述目的，本申请提供了一种网联无人机的密钥供应方法，应用于网联无人机、系留无人机、基站及边缘节点组成的密钥供应系统中，其中所述系留无人机及所述边缘节点与所述基站通过光纤连接，所述系留无人机与所述网联无人机通信连接，所述方法包括：
[0005]确定所述网联无人机、所述系留无人机、所述基站及所述边缘节点的设定参数；<br/>[0006]根据所述设定参数计算所述网联无人机与所述系留无人机之间的最远空间距离，及所述边缘节点通过所述基站连接至所述系留无人机的累计光纤长度；
[0007]基于预设的自由空间量子密钥分发设备表，根据所述最远空间距离进行自由空间量子密钥分发设备的确定；基于预设的光纤量子密钥分发设备表，根据所述累计光纤长度进行光纤量子密钥分发设备的确定；
[0008]输出确定出的所述自由空间量子密钥分发设备的信息及所述光纤量子密钥分发设备的信息，以使所述密钥供应系统根据确定出的所述自由空间量子密钥分发设备及所述光纤量子密钥分发设备进行量子密钥的分发。
[0009]在一些实施方式中，所述设定参数包括：所述网联无人机的最远水平飞行距离X、所述基站的高度H
b
、所述网联无人机的最小飞行高度H
min
及最大飞行高度H
max
；
[0010]所述根据所述设定参数计算所述网联无人机与所述系留无人机之间的最远空间距离，包括：
[0011]根据所述基站的高度、所述网联无人机的最小飞行高度及最大飞行高度计算所述系留无人机的悬停高度H
X
；
[0012]通过所述悬停高度H
X
及所述网联无人机的最远水平飞行距离X计算所述最远空间距离Y，所述计算方式具体为：
[0013][0014]其中，H
X
＝max{H
b
+H
v
,(H
max
+H
min
)/2，H
v
为预设的所述系留无人机与所述基站的最小高度差。
[0015]在一些实施方式中，所述设定参数包括：所述边缘节点与所述基站之间的光纤长度L1、所述系留无人机的系留光纤长度L2；
[0016]所述根据所述设定参数计算所述边缘节点通过所述基站连接至所述系留无人机的累计光纤长度L，具体为：L＝L1+L2。
[0017]在一些实施方式中，所述设定参数还包括：所述系留无人机通过所述基站与所述边缘节点进行连通的切换光路的转换长度L3，其中所述系留无人机的光纤在所述基站通过所述切换光路与所述边缘节点的光纤进行连接；
[0018]所述根据所述设定参数计算所述边缘节点通过所述基站连接至所述系留无人机的累计光纤长度L，具体为：L＝L1+L2+L3。
[0019]在一些实施方式中，所述设定参数包括：所述网联无人机的载重；
[0020]所述基于预设的自由空间量子密钥分发设备表，根据所述最远空间距离进行自由空间量子密钥分发设备的确定，包括：
[0021]根据所述最远空间距离在所述自由空间量子密钥分发设备表中筛选出全部符合预设的量子密钥生成率的预选自由空间量子密钥分发设备；
[0022]基于所述网联无人机的载重，在所述预选自由空间量子密钥分发设备中选取重量最轻的作为所述自由空间量子密钥分发设备。
[0023]在一些实施方式中，所述基于预设的光纤量子密钥分发设备表，根据所述累计光纤长度进行光纤量子密钥分发设备的确定，包括：
[0024]根据所述累计光纤长度在所述光纤量子密钥分发设备表中筛选出全部符合预设的量子密钥生成率的预选光纤量子密钥分发设备；
[0025]判断所述预选光纤量子密钥分发设备中是否有与所述自由空间量子密钥分发设备对应的预选光纤量子密钥分发设备；
[0026]若有，则将该对应的预选光纤量子密钥分发设备作为所述光纤量子密钥分发设备；
[0027]若无，则在所述预选光纤量子密钥分发设备中选取成本最低的作为所述光纤量子密钥分发设备。
[0028]基于同一构思，本申请还提供了一种网联无人机的密钥供应装置，应用于网联无人机、系留无人机、基站及边缘节点组成的密钥供应系统中，其中所述系留无人机及所述边缘节点与所述基站通过光纤连接，所述系留无人机与所述网联无人机通信连接，所述装置包括：
[0029]确定模块，用于确定所述网联无人机、所述系留无人机、所述基站及所述边缘节点的设定参数；
[0030]计算模块，用于根据所述设定参数计算所述网联无人机与所述系留无人机之间的
最远空间距离，及所述边缘节点通过所述基站连接至所述系留无人机的累计光纤长度；
[0031]选择模块，用于基于预设的自由空间量子密钥分发设备表，根据所述最远空间距离进行自由空间量子密钥分发设备的确定；基于预设的光纤量子密钥分发设备表，根据所述累计光纤长度进行光纤量子密钥分发设备的确定；
[0032]输出模块，用于输出确定出的所述自由空间量子密钥分发设备的信息及所述光纤量子密钥分发设备的信息，以使所述密钥供应系统根据确定出的所述自由空间量子密钥分发设备及所述光纤量子密钥分发设备进行量子密钥的分发。
[0033]基于同一构思，本申请还提供了一种应用如上任一项所述的网联无人机的密钥供应方法的网联无人机的密钥供应系统，包括：网联无人机、系留无人机、基站及边缘节点，所述系留无人机及所述边缘节点与所述基站通过光纤连接，所述系留无人机与所述网联无人机通信连接；
[0034]在所述网联无人机及所述系留无人机上进行自由空间量子密钥分发设备的设置，并在所述系留无人机及所述边缘节点上进行光纤量子密钥分发设备的设置，以能够通过所述自由空间量子密钥分发设备及所述光纤量子密钥分发设备进行量子密钥的分发。...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种网联无人机的密钥供应方法，其特征在于，应用于网联无人机、系留无人机、基站及边缘节点组成的密钥供应系统中，其中所述系留无人机及所述边缘节点与所述基站通过光纤连接，所述系留无人机与所述网联无人机通信连接，所述方法包括：确定所述网联无人机、所述系留无人机、所述基站及所述边缘节点的设定参数；根据所述设定参数计算所述网联无人机与所述系留无人机之间的最远空间距离，及所述边缘节点通过所述基站连接至所述系留无人机的累计光纤长度；基于预设的自由空间量子密钥分发设备表，根据所述最远空间距离进行自由空间量子密钥分发设备的确定；基于预设的光纤量子密钥分发设备表，根据所述累计光纤长度进行光纤量子密钥分发设备的确定；输出确定出的所述自由空间量子密钥分发设备的信息及所述光纤量子密钥分发设备的信息，以使所述密钥供应系统根据确定出的所述自由空间量子密钥分发设备及所述光纤量子密钥分发设备进行量子密钥的分发。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述设定参数包括：所述网联无人机的最远水平飞行距离X、所述基站的高度H
b
、所述网联无人机的最小飞行高度H
min
及最大飞行高度H
max
；所述根据所述设定参数计算所述网联无人机与所述系留无人机之间的最远空间距离，包括：根据所述基站的高度、所述网联无人机的最小飞行高度及最大飞行高度计算所述系留无人机的悬停高度H
X
；通过所述悬停高度H
X
及所述网联无人机的最远水平飞行距离X计算所述最远空间距离Y，所述计算方式具体为：其中，H
X
＝max{H
b
+H
v
,(H
max
+H
min
)/2，H
v
为预设的所述系留无人机与所述基站的最小高度差。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述设定参数包括：所述边缘节点与所述基站之间的光纤长度L1、所述系留无人机的系留光纤长度L2；所述根据所述设定参数计算所述边缘节点通过所述基站连接至所述系留无人机的累计光纤长度L，具体为：L＝L1+L2。4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述设定参数还包括：所述系留无人机通过所述基站与所述边缘节点进行连通的切换光路的转换长度L3，其中所述系留无人机的光纤在所述基站通过所述切换光路与所述边缘节点的光纤进行连接；所述根据所述设定参数计算所述边缘节点通过所述基站连接至所述系留无人机的累计光纤长度L，具体为：L＝L1+L2+L3。5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述设定参数包括：所述网联无人机的载重；所述基于预设的自由空间量子密钥分发设备表，根据所述最远空间距离进行自由空间量子密钥分发...

【专利技术属性】
技术研发人员：曹原，王琴，赵永利，张杰，
申请(专利权)人：北京邮电大学，
类型：发明
国别省市：