量子保密通信網絡的動態(tài)路由及應用接入研究.pdf

1、隨著科技的不斷進步，社會信息化程度不斷提高，信息的安全變得越來越重要。量子通信技術日漸成熟，越來越多的量子通信網絡搭建成功，量子密鑰分發(fā)保證鏈路通信的絕對安全性已經得到驗證?；诳尚胖欣^的量子密鑰分發(fā)網絡因其擴展性強、技術日益成熟而逐漸成為量子保密通信組網的首選方案。因而如何高效的利用高度安全的量子通信網絡顯著至關重要,并且通信網絡中的路由選擇問題是可信中繼量子密鑰分發(fā)網絡應用中實際需要解決的重要問題。
　　本文研究的重點分為兩個

2、方面：將現有的經典應用簡單方便的接入量子通信網絡；基于量子密鑰分發(fā)的通信網絡中信息傳輸的路由選擇問題。
　　本文的結構如下：首先，本文介紹了量子通信技術的發(fā)展狀況和現狀分析；其次，介紹了保證量子通信信息傳輸安全的量子力學的相關知識，包括海森堡不確定性原理、量子態(tài)不可克隆原理以及典型量子通信協(xié)議，BB84協(xié)議和B92協(xié)議；第三章研究分析了現有的量子密鑰分發(fā)網絡的加密方法，進而提出將經典應用接入量子通信網絡的方法。通過對經典應用發(fā)送的

3、IP數據報進行分析，對需要加密解密的數據報進行加密解密處理后轉發(fā)到量子通信網絡中，對不需要加密解密處理的IP數據報直接進行轉發(fā)。這樣不需要對不同的經典應用重新設計來接入量子通信網絡，既保證了信息傳輸的高效性又減少了量子密鑰的消耗。用這種方法，克服了現有技術在各種應用中利用密鑰對數據加密時需要對各種協(xié)議有詳細的了解，才能按照報協(xié)議封裝要求封裝數據的不足，并且能夠區(qū)分接收到的數據屬于量子應用終端的業(yè)務還是經典應用終端的業(yè)務，實現了網絡中量子

4、保密通信和經典通信的兼容。最后用Winsock簡單模擬實現該方法的過程；
　　第四章在研究分析博弈論的基礎上，提出基于博弈論的量子通信網絡動態(tài)選路的方法。在網絡中進行信息傳輸，把信息發(fā)送者和接受者看做博弈的一方，把企圖竊取信息的攻擊者看做博弈的另一方，博弈雙方采用不同的策略對應著不同的收益。真正意義的純策略不存在，因此采用概率分布的混合策略，分析得出求安全性的線性規(guī)劃方程，通過解方程可得出最優(yōu)的策略選擇以及相應的安全性系數。引入鏈

5、路剩余密鑰量這一概念，根據不同時刻各個鏈路的剩余密鑰量不同，選取剩余密鑰量能夠滿足業(yè)務要求的鏈路作為可選傳輸路徑，這樣實現了路由的動態(tài)選擇。
　　最后，對全文總結，展望下一步工作。將經典應用接入量子通信網絡的方法，只是將收到的IP數據報進行簡單的處理從而達到加密解密的要求。今后還可以區(qū)分不同的業(yè)務，根據優(yōu)先級、業(yè)務類型、安全性要求等采用不同的加密方式?；诓┺恼摰木W絡的動態(tài)路由選擇，是建立在攻擊者采用的是竊聽攻擊的模型基礎上的，當