一种用于复杂网络拓扑结构的自更新量子密钥处理方法与流程

本发明涉及量子密钥处理领域，具体涉及一种用于复杂网络拓扑结构的自更新量子密钥处理方法。

背景技术：

1、网络拓扑结构是指网络中通信线路和节点的几何顺序，用以表示整个网络的结构外貌，反映各节点之间的结构关系。常见的网络拓扑结构有总线型、星型、环型、树型和分布式结构等，在对于上述各类网络拓扑结构节点并没有广泛应用的密钥处理方法，但在正常使用中，往往由多个常见拓扑结构叠加得到复杂拓扑进行应用，因此一方面是拓扑结构复杂易产生报错，另一方面则是存在多次加密请求时，需要不断充注量子随机数其带来的工作量较大，逐个节点充注的效果反而不佳。

技术实现思路

1、针对现有技术的不足，本发明提供了一种用于复杂网络拓扑结构的自更新量子密钥处理方法，通过量子随机数的一次充注可实现多次密钥划分，防止泄漏与密钥性能有着大幅提升改善。

2、为实现上述目的，本发明提供了一种用于复杂网络拓扑结构的自更新量子密钥处理方法，包括：

3、s1、获取复杂网络拓扑结构的待处理节点建立自更新动态节点区域；

4、s2、根据所述自更新动态节点区域进行自更新量子密钥处理。

5、优选的，所述获取复杂网络拓扑结构的待处理节点建立自更新动态节点区域包括：

6、s1-1、利用量子随机数生成器分别获取基础量子随机数对复杂网络拓扑结构中各节点进行充注；

7、s1-2、获取复杂网络拓扑结构的待处理节点作为基准主节点；

8、s1-3、获取基准节点的全部相邻节点作为基准副节点建立基准副节点集合；

9、s1-4、利用所述基准主节点与基准副节点集合中各基准副节点得到域连接关系；

10、s1-5、根据所述域连接关系建立自更新动态节点区域。

11、进一步的，利用所述基准主节点与基准副节点集合中各基准副节点得到域连接关系包括：

12、s1-4-1、判断所述基准副节点集合中基准副节点数量是否为1，若是，则获取基准主节点与对应基准副节点的连接关系作为域连接关系，否则，利用所述基准主节点分别与基准副节点集合中各基准副节点建立域连接关系。

13、进一步的，所述获取基准主节点与对应基准副节点的连接关系作为域连接关系包括：

14、利用所述基准主节点与对应基准副节点的连接关系建立固定域连接关系；

15、判断所述固定域连接关系对应基准副节点的数量是否存在变化，若是，则获取所述对应基准副节点实时数量后，返回s1-4-1，否则，利用所述固定域连接关系作为域连接关系；

16、判断所述对应基准副节点实时数量是否为0，若是，则结束处理，否则，返回s1-4-1。

17、进一步的，利用所述基准主节点分别与基准副节点集合中各基准副节点建立域连接关系包括：

18、s1-4-1-1、利用所述基准主节点分别与基准副节点集合中各基准副节点建立初始连接关系；

19、s1-4-1-2、判断所述初始连接关系对应基准主节点与基准副节点中基础量子随机数的长度是否完全相同，若是，则直接执行s1-4-1-4，否则，执行s1-4-1-3；

20、s1-4-1-3、判断所述基准主节点中基础量子随机数的长度是否大于基准副节点中基础量子随机数的长度，若是，则利用量子随机数生成器将基准副节点中基础量子随机数的长度充注至与基准主节点中基础量子随机数的长度相同，否则，删除基准主节点中基础量子随机数的长度至量子随机数生成器将基准副节点中基础量子随机数的长度；

21、s1-4-1-4、利用所述初始连接关系作为域连接关系；

22、其中，s1-4-1-3中删除基准主节点中基础量子随机数的长度为删除基准主节点中基础量子随机数的顺序末尾长度。

23、进一步的，根据所述域连接关系建立自更新动态节点区域包括：

24、当所述域连接关系对应基准副节点数量为1时，利用所述域连接关系建立固定处理区域；

25、当所述域连接关系对应基准副节点数量不为1时，利用所述域连接关系建立链式处理区域；

26、利用所述固定处理区域或链式处理区域作为自更新动态节点区域。

27、进一步的，根据所述自更新动态节点区域进行自更新量子密钥处理包括：

28、s2-1、判断所述自更新动态节点区域是否为固定处理区域，若是，则利用所述基准主节点中基础量子随机数根据当前时刻密钥编号得到初始密钥作为第一固定量子密钥，否则，利用所述基准主节点中基础量子随机数根据当前时刻密钥编号得到初始密钥作为第一链式量子密钥；

29、s2-2、当自更新动态节点区域为固定处理区域时，根据基准主节点中第一固定量子密钥的当前时刻密钥编号对基准副节点中基础量子随机数进行划分得到第二固定量子密钥；

30、s2-3、当自更新动态节点区域为链式处理区域时，根据第一链式量子密钥获取基准主节点中剩余量子随机数作为链式补充量子随机数；

31、s2-4、判断所述链式补充量子随机数的长度是否大于第一链式量子密钥对应基础量子随机数的长度，若是，则直接执行s2-6，否则，将链式补充量子随机数补充至各基准副节点的基础量子随机数前方得到第一自更新量子随机数；

32、s2-5、利用所述第一自更新量子随机数根据当前时刻密钥编号进行密钥划分处理得到各基准副节点的第一自更新量子密钥；

33、s2-6、利用所述链式补充量子随机数根据基准副节点进行链式传递处理得到第二自更新量子密钥；

34、s2-7、利用所述第一自更新量子密钥或第二自更新量子密钥作为实时自更新量子密钥；

35、s2-8、判断所述实时自更新量子密钥是否满足实时加密需求，若是，则利用实时自更新量子密钥作为自更新量子密钥处理结果，否则，利用当前基准主节点与基准副节点的实时状态进行基准主节点调整处理得到自更新量子密钥处理结果；

36、其中，当前时刻为s2-1对应时刻，密钥编号为划分量子随机数长度的编号值，实时状态包括各节点中剩余量子密钥数与当前时刻密钥编号，实时加密需求为待加密数据数量与当前节点的量子密钥数量相对应。

37、进一步的，利用所述链式补充量子随机数根据基准副节点进行链式传递处理得到第二自更新量子密钥包括：

38、s2-6-1、建立各基准副节点的单向数据流通联系；

39、s2-6-2、利用任意基准副节点作为初始基准副节点；

40、s2-6-3、利用所述初始基准副节点逆时针相邻上一基准副节点作为结束基准副节点；

41、s2-6-4、利用基准主节点下发所述链式补充量子随机数至初始基准副节点；

42、s2-6-5、利用所述链式补充量子随机数合并至初始基准副节点中基础量子随机数前方作为第二量子自更新量子随机数；

43、s2-6-6、利用所述第二量子自更新量子随机数根据当前时刻密钥编号进行密钥划分处理得到第二自更新初始密钥；

44、s2-6-7、利用初始基准副节点中第二自更新初始密钥对应剩余量子随机数传递至顺时针相邻下一基准副节点作为链式自更新补充量子随机数；

45、s2-6-8、利用当前基准副节点将所述链式自更新补充量子随机数合并至当前基准副节点的基础量子随机数前方作为链式自更新量子随机数；

46、s2-6-9、利用所述链式自更新量子随机数根据当前时刻密钥编号进行密钥划分处理得到链式自更新密钥；

47、s2-6-10、判断当前基准副节点是否为结束基准副节点，若是，则利用各基准副节点中链式自更新密钥作为链式自更新密钥组，否则，利用当前基准副节点中链式自更新密钥对应剩余量子随机数传递至顺时针相邻下一基准副节点后，返回s2-6-8；

48、s2-6-11、利用所述第二自更新初始密钥与链式自更新密钥组作为第二自更新量子密钥。

49、进一步的，所述利用当前基准主节点与基准副节点的实时状态进行基准主节点调整处理得到自更新量子密钥处理结果包括：

50、s2-8-1、判断所述当前基准主节点的实时状态中是否存在剩余量子随机数，若是，则返回s2-3，否则，获取当前基准主节点与对应基准副节点中量子随机数作为调整量子随机数；

51、s2-8-2、利用所述调整量子随机数根据基准主节点与对应基准副节点的总数量进行平均分配得到基准主节点的调整量子随机数与对应基准副节点的调整量子随机数；

52、s2-8-3、利用基准主节点的调整量子随机数根据调整密钥编号进行密钥划分得到调整自更新第一量子密钥；

53、s2-8-4、判断所述调整自更新第一量子密钥是否满足实时加密需求，若是，则利用所述调整自更新量子密钥作为自更新量子密钥处理结果，否则，利用各基准副节点的调整量子随机数根据调整密钥编号进行密钥划分得到调整自更新第二量子密钥；

54、s2-8-5、判断所述调整自更新第一量子密钥与调整自更新第二量子密钥是否满足实时加密需求，若是，则利用所述调整自更新第一量子密钥与调整自更新第二量子密钥作为自更新量子密钥处理结果，否则，返回s1-1；

55、其中，调整密钥编号为s2-8-3中对应密钥编号。

56、与最接近的现有技术相比，本发明具有的有益效果：

57、在复杂以及各种简单结构叠加的网络拓扑中实现量子随机数的一次充注，多次密钥划分生成，减少工作量的同时，加入了节点间的量子随机数、量子密钥与密钥编号的链式传递，随机性强，保密度高，应用范围广，可适用于各种网络拓扑结构。