基于量子随机数的时频传递防篡改检测方法技术

本发明专利技术提供了基于量子随机数的时频传递防篡改检测方法，其可以实现时钟源的可信来源和篡改感知，避免引发不可预知的故障；包括以下步骤：S1、基于光纤建立发射端与接收端之间的传输联系；S2、所述发射端利用第一量子随机数发生器对时钟信号进行调制加载防篡改信息；S3、所述接收端的探测器获取调制后的时钟信号，随后根据调制后的时钟信号进行验证处理，若验证结果满足设定条件，则表明时钟信号未被篡改，若不满足条件，则表明时钟信号被篡改。则表明时钟信号被篡改。则表明时钟信号被篡改。

【技术实现步骤摘要】
基于量子随机数的时频传递防篡改检测方法


[0001]本专利技术涉及时钟信号检测
，具体为基于量子随机数的时频传递防篡改检测方法。

技术介绍

[0002]时钟信号是时序逻辑的基础，用于决定逻辑单元中的状态何时更新，是有固定周期但与运行无关的信号量；时钟信号有固定的时钟频率，时钟频率是时钟周期的倒数。通讯中的时钟就是指在数据传输的过程中，对时序信号进行控制的一个周期性信号，它在数据通信过程中起着非常重要的作用，能够确保数据传输的准确性和稳定性。时钟通常被应用于各种数字通信领域，如移动通信、硬件控制等，时钟信号在移动通信领域中的应用包括蜂窝网、卫星通信以及移动设备之间的通信，其可以确保移动设备之间的通信同步、稳定和可靠；时钟信号在计算机硬件中常常被用来进行时序控制，例如控制CPU、内存芯片等设备的时序信号，确保它们的数据传输稳定和可靠。
[0003]综上，时钟信号可以同步设备之间的交互和通信，使得庞大的系统协同一致的工作，但目前大部分系统的时钟信号缺少保护，安全性低，无法检测其时钟源是否可信以及是否被篡改，也就可能会引发不可预知的故障。
[0004]本专利技术提供的时钟信号防篡改检测方法，可以实现时钟源的可信来源和篡改感知，可以在被检时钟信号出现异常的时候及时切断时钟，避免引发不可预知的故障。

技术实现思路

[0005]针对上述问题，本专利技术提供了基于量子随机数的时频传递防篡改检测方法，其可以实现时钟源的可信来源和篡改感知，避免引发不可预知的故障。
[0006]本专利技术采用如下技术方案，基于量子随机数的时频传递防篡改检测方法，其特征在于：包括以下步骤：
[0007]S1、基于光纤建立发射端与接收端之间的传输联系；
[0008]S2、所述发射端利用第一量子随机数发生器对时钟信号进行调制加载防篡改信息；
[0009]S3、所述接收端的探测器获取调制后的时钟信号，随后根据调制后的时钟信号进行验证处理，若验证结果满足设定条件，则表明时钟信号未被篡改，若不满足条件，则表明时钟信号被篡改。
[0010]进一步地，所述时钟信号包含振幅、频率、相位参数；
[0011]进一步地，所述发射端布置有调制器、时钟脉冲激光器，时钟信号与所述第一量子随机数发生器输出的真随机数均输入至所述调制器中进行调制，随后通过所述时钟脉冲激光器传输到所述接收端；
[0012]进一步地，所述接收端布置有随机数提取器，所述探测器将调制后的时钟信号传输至所述随机数提取器中提取出加载的真随机数，将所述第一量子随机数发生器输出真随
机数的哈希值与加载的真随机数的哈希值比较是否一致，如果一致，则表明时钟信号未被篡改，如果不一致，则表明时钟信号被篡改；
[0013]进一步地，所述接收端布置有解调器、第二量子随机数发生器，所述第一量子随机数发生器、第二量子随机数发生器通过TCP/IP网络传输协议通信共享相同的量子随机数；
[0014]进一步地，所述时钟脉冲激光器将调制后的时钟信号传输至所述解调器，并利用所述第二量子随机数发生器恢复时钟信号后，所述探测器探测得到解调后的时钟信号，随后对解调后时钟信号的误码率进行判断，若误码率大于设定值，则解调不成功，表明时钟信号被篡改；若误码率小于设定值，则解调成功，表明时钟信号未被篡改。
[0015]本专利技术的有益效果是，其可以实时感知时钟源是否被篡改，采用真随机数对时钟信号进行加密，并可支持一次一密，解决现有技术中存在密码易破解导致安全性低的技术问题，具有较好的使用效果。
附图说明
[0016]图1是本专利技术实施例一的结构示意图；
[0017]图2是本专利技术实施例二的结构示意图。
具体实施方式
[0018]实施例一
[0019]如图1所示，基于量子随机数的时频传递防篡改检测方法，包括以下步骤：
[0020]S1、基于光纤建立发射端与接收端之间的传输联系；
[0021]S2、发射端利用第一量子随机数发生器对时钟信号进行调制加载防篡改信息；时钟信号包含振幅、频率、相位参数；
[0022]调制加载防篡改信息，其实就是按照传递的信息来改变时钟信号中一个或几个参数，将信息荷载在其上形成已调信号传输，分为幅度、相位、频率多种方式，本方案将真随机数作为调制信息改变时钟信号的振幅、频率、相位等参量之一，从而达到加载篡改信息的目的；
[0023]S3、接收端的探测器获取调制后的时钟信号，随后根据调制后的时钟信号进行验证处理，若验证结果满足设定条件，则表明时钟信号未被篡改，若不满足条件，则表明时钟信号被篡改。
[0024]发射端布置有调制器、时钟脉冲激光器，时钟信号与第一量子随机数发生器输出的真随机数均输入至调制器中进行调制，随后通过时钟脉冲激光器传输到接收端；接收端布置有随机数提取器，探测器将调制后的时钟信号传输至随机数提取器中提取出加载的真随机数，将第一量子随机数发生器输出真随机数的哈希值与加载的真随机数的哈希值比较是否一致，如果一致，则表明时钟信号未被篡改，如果不一致，则表明时钟信号被篡改。
[0025]实施例一中，第一量子随机数发生器产生的真随机数与通过随机数提取器提取出加载的真随机数是同一个真随机数，但是如果在传输过程中时钟信号遭到篡改或破坏，提取出的真随机数就会不一致，通过计算原始真随机数的哈希值与提取出真随机数的哈希值进行对比，如果相同，则表示没有被篡改；如果不一致，则表明提取出的真随机数跟原来的不同，时钟信号在传输过程中受到了破坏。
[0026]其中，哈希值可采用现有哈希算法计算获得，常见的哈希算法有MD5、SHA
‑
1、SHA
‑
256等。
[0027]实施例二
[0028]如图2所示，基于量子随机数的时频传递防篡改检测方法，包括以下步骤：
[0029]S1、基于光纤建立发射端与接收端之间的传输联系；
[0030]S2、发射端利用第一量子随机数发生器对时钟信号进行调制加载防篡改信息；时钟信号包含振幅、频率、相位参数；
[0031]调制加载防篡改信息，其实就是按照传递的信息来改变时钟信号中一个或几个参数，将信息荷载在其上形成已调信号传输，分为幅度、相位、频率多种方式，本方案将真随机数作为调制信息改变时钟信号的振幅、频率、相位等参量之一，从而达到加载篡改信息的目的；
[0032]S3、接收端的探测器获取调制后的时钟信号，随后根据调制后的时钟信号进行验证处理，若验证结果满足设定条件，则表明时钟信号未被篡改，若不满足条件，则表明时钟信号被篡改。
[0033]发射端布置有调制器、时钟脉冲激光器，时钟信号与第一量子随机数发生器输出的真随机数均输入至调制器中进行调制，随后通过时钟脉冲激光器传输到接收端；接收端布置有解调器、第二量子随机数发生器，第一量子随机数发生器、第二量子随机数发生器通过经典网络(即TCP/IP网络传输协议)通信共享相同的量子随机数，实现量子随机数安全分发；具体地，时钟脉冲激本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.基于量子随机数的时频传递防篡改检测方法，其特征在于：包括以下步骤：S1、基于光纤建立发射端与接收端之间的传输联系；S2、所述发射端利用第一量子随机数发生器对时钟信号进行调制加载防篡改信息；S3、所述接收端的探测器获取调制后的时钟信号，随后根据调制后的时钟信号进行验证处理，若验证结果满足设定条件，则表明时钟信号未被篡改，若不满足条件，则表明时钟信号被篡改。2.根据权利要求1所述的基于量子随机数的时频传递防篡改检测方法，其特征在于：所述时钟信号包含振幅、频率、相位参数。3.根据权利要求2所述的基于量子随机数的时频传递防篡改检测方法，其特征在于：所述发射端布置有调制器、时钟脉冲激光器，时钟信号与所述第一量子随机数发生器输出的真随机数均输入至所述调制器中进行调制，随后通过所述时钟脉冲激光器传输到所述接收端。4.根据权利要求3所述的基于量子随机数的时频传递防篡改检测方法，其特征在于：所述接收端布置有随机数提取器，...

【专利技术属性】
技术研发人员：韦峥，曹凌云，赵良圆，梁洪源，伍千军，
申请(专利权)人：江苏亨通问天量子信息研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：