【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及安全通信，具体涉及一种尤其适合(允许安全自检的)量子通信网络中的网络节点、传输线路及传输路径的风险度计算方法。
技术介绍
1、在信息时代，信息安全越来越受到重视，对网络安全性的评估和检测成为一个重要的课题。
2、现行网络的传输方式基于经典信息，当网络中有窃听者时，因为窃听者可以复制经典信息而不改变信息内容，所以传统的网络自检方式只能针对于改变传输信息的破坏者，对不改变传输信息，只是复制信息的窃听者难以发现。
技术实现思路
1、针对现有技术中的上述问题，本专利技术公开了一种尤其适合量子通信网络中的网络节点、传输线路及传输路径的风险度计算方法。其中，在考虑网络整体布局对网络节点和传输线路风险度的影响之外，还基于信息传输过程中及最终传输结果提出了风险度的动态考虑因素，并给出了与(允许安全自检的)网络相符的特定计算方式，使得能够在正常信息传输的同时，利用自检信息的传输结果，准确且动态地掌握网络的风险度，实现网络风险的动态监测，为规划最佳的信息传输路径提供有力的保障。
2、具体而言，本专利技术的第一方面涉及一种用于量子通信网络的网络节点的风险度计算方法，其包括初始化步骤、错误统计步骤和动态更新步骤；
3、在初始化步骤中，根据量子通信网络中网络节点i的相邻网络节点数量pi，计算网络节点i的风险度r0i＝ln(1+pi)；
4、在错误统计步骤中，统计预设时间t内，与网络节点i相关的报错次数ni；
5、在动态更新步骤中，当经
6、进一步地，在错误统计步骤中，当传输路径上的网络节点收到上一个网络节点传输的信息并基于其中的经典信息报错时，将与上一个网络节点相关的报错次数加1；当目标网络节点基于收到的量子态信息报错时，将与传输路径上介于初始网络节点和目标网络节点之间的中间网络节点中的每一个相关的报错次数加1。
7、更进一步地，经典信息包括初始网络节点、目标网络节点、中间网络节点列表、下一个网络节点、网络节点的数字签名及时间戳，且网络节点在基于经典信息确定存在传输路径错误、时间戳与当前时间的差值超出预设值、数字签名不符、经典信息格式错误中的至少一种时报错。
8、更进一步地，量子态信息是基于编码信息生成的，编码信息包括待传输信息、初始网络节点的数字签名和时间戳，以及关于待传输信息、初始网络节点的数字签名和时间戳中的一个或多个生成的哈希值；且目标网络节点在测量量子态信息得到编码信息，并对编码信息验证失败时报错。
9、更进一步地，对编码信息的验证包括待传输信息的公开比对、验证初始网络节点的数字签名、验证时间戳、验证哈希值中的一个或多个。
10、更进一步地，通过初发送过程和再发送过程实现信息在初始网络节点和目标网络节点之间的传输；
11、在初发送过程中，由初始网络节点基于待传输的信息生成原始量子态信息，利用量子逻辑门对原始量子态信息进行加密运算生成第一量子态信息，计算风险度最小传输路径并根据风险度最小传输路径将第一量子态信息传输至目标网络节点；以及，由目标网络节点利用量子逻辑门对第一量子态信息进行加密运算生成第二量子态信息，计算风险度最小传输路径并根据风险度最小传输路径将第二量子态信息传回初始网络节点；
12、在再发送过程中，由初始网络节点利用量子逻辑门对第二量子态信息进行解密运算生成第三量子态信息，计算风险度最小传输路径并根据风险度最小传输路径将第三量子态信息传输至目标网络节点；以及，由目标网络节点利用量子逻辑门对第三量子态信息进行解密运算生成第四量子态信息，并对第四量子态信息进行测量以得到所传输的信息；
13、同一网络节点在初发送过程中的加密运算和在再发送过程中的解密运算对量子态信息的作用相互抵消。
14、本专利技术的第二方面涉及一种用于量子通信网络的网络节点间传输线路的风险度计算方法，其包括初始化步骤、错误统计步骤和动态更新步骤；
15、在初始化步骤中，根据量子通信网络中相邻两个网络节点间传输线路i-j的线路长度lij，计算传输线路i-j的风险度μ为预设系数；
16、在错误统计步骤中，统计预设时间t内，与传输线路i-j相关的报错次数mij；
17、在动态更新步骤中，当经过预设时间t之后，根据报错次数mij，更新传输线路i-j的风险度rtij，其中：当mij＝0时，rtij＝r0ij*e-λt，否则，rtij＝r0ij+b*mij2，λ和b为预设系数。
18、进一步地，在错误统计步骤中，当传输路径上的网络节点收到上一个网络节点传输的信息并基于其中的经典信息报错时，将上一个传输线路的报错次数加1；当目标网络节点基于收到的量子态信息报错时，将与传输路径上的所有传输线路中的每一个相关的报错次数加1。
19、更进一步地，经典信息包括初始网络节点、目标网络节点、中间网络节点列表、下一个网络节点、网络节点的数字签名及时间戳，且网络节点在基于经典信息确定存在传输路径错误、时间戳与当前时间的差值超出预设值、数字签名不符、经典信息格式错误中的至少一种时报错。
20、更进一步地，量子态信息是基于编码信息生成的，编码信息包括待传输信息、初始网络节点的数字签名和时间戳，以及关于待传输信息、初始网络节点的数字签名和时间戳中的一个或多个生成的哈希值；且目标网络节点在测量量子态信息得到编码信息，并对编码信息验证失败时报错。
21、更进一步地，对编码信息的验证包括待传输信息的公开比对、验证初始网络节点的数字签名、验证时间戳、验证哈希值中的一个或多个。
22、更进一步地，通过初发送过程和再发送过程实现信息在初始网络节点和目标网络节点之间的传输；
23、在初发送过程中，由初始网络节点基于待传输的信息生成原始量子态信息，利用量子逻辑门对原始量子态信息进行加密运算生成第一量子态信息，计算风险度最小传输路径并根据风险度最小传输路径将第一量子态信息传输至目标网络节点；以及，由目标网络节点利用量子逻辑门对第一量子态信息进行加密运算生成第二量子态信息，计算风险度最小传输路径并根据风险度最小传输路径将第二量子态信息传回初始网络节点；
24、在再发送过程中，由初始网络节点利用量子逻辑门对第二量子态信息进行解密运算生成第三量子态信息，计算风险度最小传输路径并根据风险度最小传输路径将第三量子态信息传输至目标网络节点；以及，由目标网络节点利用量子逻辑门对第三量子态信息进行解密运算生成第四量子态信息，并对第四量子态信息进行测量以得到所传输的信息；
25、同一网络节点在初发送过程中的加密运算和在再发送过程中的解密运算对量子态信息的作用相互抵消。
26、本专利技术的第三方面涉及一种用于量子通信网络的传输路径的风险度计算方法，其中，用于初始本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种用于量子通信网络的网络节点的风险度计算方法，其包括初始化步骤、错误统计步骤和动态更新步骤；
2.如权利要求1所述的风险度计算方法，其中，在错误统计步骤中，当传输路径上的网络节点收到上一个网络节点传输的信息并基于其中的经典信息进行报错时，将与上一个网络节点相关的报错次数加1；当目标网络节点基于收到的量子态信息报错时，将与传输路径上介于初始网络节点和目标网络节点之间的中间网络节点中的每一个相关的报错次数加1。
3.如权利要求2所述的风险度计算方法，其中，经典信息包括初始网络节点、目标网络节点、中间网络节点、下一个网络节点、网络节点的数字签名及时间戳；且网络节点在基于经典信息确定存在传输路径错误、时间戳与当前时间的差值超出预设值、数字签名不符、经典信息格式错误中的至少一种时进行报错。
4.如权利要求2所述的风险度计算方法，其中，量子态信息是基于编码信息生成的，编码信息包括待传输信息、初始网络节点的数字签名和时间戳，以及关于待传输信息、初始网络节点的数字签名和时间戳中的一个或多个生成的哈希值；且目标网络节点在测量量子态信息得到编码信息，并对编码
5.如权利要求4所述的风险度计算方法，其中，对编码信息的验证包括待传输信息的公开比对、验证初始网络节点的数字签名、验证时间戳、验证哈希值中的一个或多个。
6.如权利要求2所述的风险度计算方法，其中，通过初发送过程和再发送过程实现信息在初始网络节点和目标网络节点之间的传输；
7.一种用于量子通信网络的网络节点间传输线路的风险度计算方法，其包括初始化步骤、错误统计步骤和动态更新步骤；
8.如权利要求7所述的风险度计算方法，其中，在错误统计步骤中，当传输路径上的网络节点收到上一个网络节点传输的信息并基于其中的经典信息报错时，将上一个传输线路的报错次数加1；当目标网络节点基于收到的量子态信息报错时，将与用于初始网络节点和目标网络节点之间的传输路径上的所有传输线路中的每一个相关的报错次数加1。
9.如权利要求8所述的风险度计算方法，其中，经典信息包括初始网络节点、目标网络节点、中间网络节点、下一个网络节点、网络节点的数字签名及时间戳，且网络节点在基于经典信息确定存在传输路径错误、时间戳与当前时间的差值超出预设值、数字签名不符、经典信息格式错误中的至少一种时报错。
10.如权利要求8所述的风险度计算方法，其中，量子态信息是基于编码信息生成的，编码信息包括待传输信息、初始网络节点的数字签名和时间戳，以及关于待传输信息、初始网络节点的数字签名和时间戳中的一个或多个生成的哈希值；且目标网络节点在测量量子态信息得到编码信息，并对编码信息验证失败时报错。
11.如权利要求10所述的风险度计算方法，其中，对编码信息的验证包括待传输信息的公开比对、验证初始网络节点的数字签名、验证时间戳、验证哈希值中的一个或多个。
12.权利要求8所述的风险度计算方法，其中，通过初发送过程和再发送过程实现信息在初始网络节点和目标网络节点之间的传输；
13.一种用于量子通信网络的传输路径的风险度计算方法，其中，用于初始网络节点和目标网络节点之间的传输路径的风险度为传输路径上所有网络节点的风险度与所有传输线路的风险度之和；并且，
...【技术特征摘要】
1.一种用于量子通信网络的网络节点的风险度计算方法，其包括初始化步骤、错误统计步骤和动态更新步骤；
2.如权利要求1所述的风险度计算方法，其中，在错误统计步骤中，当传输路径上的网络节点收到上一个网络节点传输的信息并基于其中的经典信息进行报错时，将与上一个网络节点相关的报错次数加1；当目标网络节点基于收到的量子态信息报错时，将与传输路径上介于初始网络节点和目标网络节点之间的中间网络节点中的每一个相关的报错次数加1。
3.如权利要求2所述的风险度计算方法，其中，经典信息包括初始网络节点、目标网络节点、中间网络节点、下一个网络节点、网络节点的数字签名及时间戳；且网络节点在基于经典信息确定存在传输路径错误、时间戳与当前时间的差值超出预设值、数字签名不符、经典信息格式错误中的至少一种时进行报错。
4.如权利要求2所述的风险度计算方法，其中，量子态信息是基于编码信息生成的，编码信息包括待传输信息、初始网络节点的数字签名和时间戳，以及关于待传输信息、初始网络节点的数字签名和时间戳中的一个或多个生成的哈希值；且目标网络节点在测量量子态信息得到编码信息，并对编码信息验证失败时进行报错。
5.如权利要求4所述的风险度计算方法，其中，对编码信息的验证包括待传输信息的公开比对、验证初始网络节点的数字签名、验证时间戳、验证哈希值中的一个或多个。
6.如权利要求2所述的风险度计算方法，其中，通过初发送过程和再发送过程实现信息在初始网络节点和目标网络节点之间的传输；
7.一种用于量子通信网络的网络节点间传输线路的风险度计算方法，其包括初始化步骤、错误统计步...
【专利技术属性】
技术研发人员：曲焜，周飞，姜聪，高洁，
申请(专利权)人：济南量子技术研究院，
类型：发明
国别省市：
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