吉林大学学报(工学版) ›› 2016, Vol. 46 ›› Issue (2): 535-541.doi: 10.13229/j.cnki.jdxbgxb201602031

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基于滑动窗口的量子秘钥管理算法

韩家伟1, 2, 刘衍珩1, 孙鑫3, 宋立军2   

  1. 1.吉林大学 计算机科学与技术学院,长春 130012;
    2.长春大学 量子通信技术实验室,长春 130022;
    3.吉林大学 符号计算与知识工程教育部重点实验室,长春 130012
  • 收稿日期:2014-07-06 出版日期:2016-02-20 发布日期:2016-02-20
  • 通讯作者: 刘衍珩(1958-),男,教授,博士生导师.研究方向:移动网络,网络安全.E-mail:lyh_lb_lk@hotmail.com E-mail:Jason.hjw@gmail.com
  • 作者简介:韩家伟(1978-),男,博士研究生,副教授.研究方向:网络安全,量子保密通信.E-mail:Jason.hjw@gmail.com
  • 基金资助:

    国家自然科学基金项目(61373123,61401413); 吉林省科技发展计划项目(20150414004GH,20140101187JC, 20140101206JC-18); 长春市科技计划项目(2014217)

Quantum key management algorithm based on sliding window

HAN Jia-wei1, 2, LIU Yan-heng1, SUN Xin3, SONG Li-jun2   

  1. 1. College of Computer Science and Technology, Jilin University, Changchun 130012,China;
    2. Quantum Cryptography Laboratory, Changchun University, Changchun 130022,China;
    3.Key Laboratory of Symbolic Computation and Knowledge Engineering of Ministry of Education, Jilin University, Changchun 130012,China
  • Received:2014-07-06 Online:2016-02-20 Published:2016-02-20

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摘要：

针对量子秘钥分发(QKD)技术应用在经典网络加密时量子秘钥管理的问题,提出了一种基于滑动窗口的量子秘钥管理算法(RSQKW).算法首先引入滑动窗口机制控制量子秘钥的消耗;然后通过探测到的量子网络的状态和量子秘钥生成速率协商滑动窗口的控制参数;最后利用量子秘钥本身的随机特性计算滑动窗口的滑动步长,滑动窗口中的量子秘钥序列作为新生成的用于经典加密算法的秘钥.与传统方法相比,该算法能够在应用量子加密到经典网络环境时更好的动态管理量子秘钥.在真实的量子秘钥分发网络中的实验结果证明了该算法的可行性和有效性.

关键词: 计算机应用, 量子密钥分发, 滑动窗口, 秘钥管理, QKD协议

Abstract:

A Random Sliding Quantum Key Window (RSQKW) management algorithm is proposed in order to handle the problem of applying Quantum Key Distribution (QKD) in classical network encryption. First, a sliding window mechanism is introduced to control quantum key consumption. Then, the algorithm negotiates the control parameters of the sliding window by detecting the status of the quantum communication network and the final quantum key generated rate. Finally, using the stochastic characteristics of the quantum key to calculate the sliding step width, the quantum key series in the sliding window can be used as a new secret key for classical encryption algorithm. Comparing with traditional method, the RSQKW algorithm can better dynamically manage the quantum key and enhance the efficiency and effectiveness of quantum key distribution and management. Experimental results in a real quantum key distribution network demonstrate the feasibility and effectiveness of the proposed algorithm.

Key words: computer application, quantum key distribution, sliding window, key management, QKD protocol

中图分类号: 

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