1.一种量子网络虚拟化方法,其特征在于,包括:目标量子网络中的每一个目标量子节点与相邻的每一个目标量子节点分别协商一个共享密钥分组并创建相应的分组标识,如果一个目标量子节点是量子中继节点(以下假定与其相邻的目标量子节点数量为n个,n是大于1的整数),则,所述量子中继节点计算其与n个相邻的目标量子节点所协商的n个共享密钥分组中的所有任意两个共享密钥分组的异或值并创建相应的标识(为方便起见,以下把所述异或值记作虚拟节点路由状态数据,把所述标识记作虚拟节点路由状态标识,把所述异或值及其相应的标识记作一个虚拟节点路由状态),把所述C(n,2)个虚拟节点路由状态发送给一个或多个目标接收方(其中,C(n,2)是从n个中任意选择2个的组合数,下同),如果一个目标量子节点是量子服务节点,则,所述量子服务节点对其与相邻的目标量子节点所协商的共享密钥分组及其所用于创建的虚拟节点路由状态的全局标识进行确认,在所述共享密钥分组的标识与相应的全局标识不一致的情况下把所述共享密钥分组的标识更新为相应的全局标识,安全存储所述共享密钥分组,所述一个或多个目标接收方为所述具有相同全局标识的全部量子中继节点的全部虚拟节点路由状态创建网络状态标识(为方便起见,以下把所述网络状态标识记作虚拟网络状态标识,把所述具有相同全局标识的全部量子中继节点的全部虚拟节点路由状态及其虚拟网络状态标识记作一个虚拟网络状态),或,进一步地,把所述具有相同全局标识的全部量子中继节点的全部虚拟节点路由状态及其网络状态标识封装为一个数据文件(为方便起见,以下,把所述数据文件记作虚拟网络状态切片),其中,所述共享密钥分组与相应的虚拟网络状态或/和虚拟网络状态切片具有相同的全局标识或一一对应关联,
所述目标量子网络包括下列选项中的任一项:量子密钥分发网络、量子通信网络、量子传感网络、量子安全互联网。
2.根据权利要求1所述的一种量子网络虚拟化方法,其特征在于,包括:量子中继节点与相邻的量子节点对二者之间所协商的共享密钥分组及其所用于创建的虚拟节点路由状态的全局标识进行确认,如果所述相邻的量子节点也是量子中继节点,则所述量子中继节点与相邻的量子中继节点分别把二者之间所协商的共享密钥分组用于创建具有相同全局标识的虚拟节点路由状态。
3.根据权利要求1或2所述的一种量子网络虚拟化方法,其特征在于,包括:所述量子中继节点在完成C(n,2)个虚拟节点路由状态后,销毁所述n个共享密钥分组,或者,在一个共享密钥分组需要参与计算的虚拟节点路由状态数据全部完成后,即销毁所述共享密钥分组。
4.根据权利要求1、2或3所述的一种量子网络虚拟化方法,其特征在于,包括:所述量子中继节点或/和所述目标接收方为所述量子中继节点的C(n,2)个虚拟节点路由状态创建节点标识(为方便起见,以下把所述节点标识和C(n,2)个虚拟节点路由状态记为一个虚拟中继节点状态,把所述节点标识记作虚拟中继节点状态标识),或,进一步地,把所述C(n,2)个虚拟节点路由状态及其相应的节点标识封装为一个数据文件,存储、或发送、或存储并发送所述数据文件或虚拟中继节点状态,其中,所述虚拟中继节点状态标识包括:当前量子中继节点的标识、全局标识、虚拟节点路由状态数量或相邻目标量子节点的数量。
5.根据权利要求1、2、3或4所述的一种量子网络虚拟化方法,其特征在于,包括:创建目标量子网络中的一部分或全部量子服务节点中的所有任意两个量子服务节点(为方便起见,分别记为源节点和宿节点)之间的虚拟量子链路状态,包括:选择一个虚拟量子网络状态或虚拟网络状态切片,选择源节点和宿节点之间的一个量子密钥中继链路,从所述虚拟量子网络状态或虚拟网络状态切片中把与所述量子密钥中继链路关联的所有虚拟节点路由状态中相应的虚拟节点路由数据筛选出来,计算所述全部虚拟节点路由数据的异或值,为所述异或值创建虚拟量子链路状态标识(为方便起见,把所述异或值记为虚拟量子链路状态数据,把所述虚拟量子链路状态标识及其相应的异或值记为所述源节点和宿节点之间的一个虚拟量子链路状态),或,进一步地,把目标量子网络中的一部分或全部量子服务节点中的所有任意两个量子服务节点之间的虚拟量子链路状态封装为一个或多个数据文件(为方便起见,把所述数据文件记为虚拟量子链路网络切片),其中,所述虚拟量子链路状态标识包括:全局标识、源节点和宿节点的标识、所述虚拟链路状态数据的校验值,选择源节点和宿节点之间的一个量子密钥中继链路方法包括:根据虚拟量子网络路由拓扑图选择一个连接最少量子中继节点的量子密钥中继链路、随机选择一个可联通的量子密钥中继链路。
6.根据权利要求1、2、3、4或5所述的一种量子网络虚拟化方法,其特征在于,包括:目标量子网络中的每一个量子节点向网络控制器或目标接收方上报量子节点的拓扑信息,所述拓扑信息包括:量子节点的标识、量子节点与每一个相邻的量子节点之间的链路状态。
7.根据权利要求1、2、3、4、5或6所述的一种量子网络虚拟化方法,其特征在于,包括:目标量子网络中的每一个目标量子节点接收网络控制器或目标接收方下发的虚拟化指令,所述虚拟化指令用于指示以下内容中的任一种或任多种:全局标识、共享密钥分组的数据格式、虚拟节点路由状态的数据结构、虚拟中继节点状态的数据结构、目标接收方的标识、数据传输方式。
8.根据权利要求1、2、3、4、5或6所述的一种量子网络虚拟化方法,其特征在于,包括:根据既定的系统策略确定以下内容中的任一项或任多项:全局标识、共享密钥分组的数据格式、虚拟节点路由状态的数据结构、虚拟中继节点状态的数据结构、虚拟网络状态的数据结构、虚拟量子链路状态的数据结构、目标接收方的标识、数据传输方式。
9.根据权利要求1、2、3、4、5、6、7或8所述的一种量子网络虚拟化方法,其特征在于,包括:创建目标量子网络的虚拟映射网络,包括:目标量子节点之间的网络链路拓扑图,分布式虚拟映射网络,或/和,集中式虚拟映射网络,其中,分布式虚拟映射网络的特征在于:每一个目标量子节点创建一个虚拟量子节点,集中式虚拟映射网络的特征在于:集中式服务器为每一个目标量子节点创建一个虚拟量子节点,其中,虚拟量子节点用于存储或输出相应的虚拟中继节点状态或虚拟节点路由状态。
10.根据权利要求1所述的一种量子网络虚拟化方法,其特征在于,所述协商共享密钥分组的方法包括以下方法中的任一个或两个:实时共享方法、预先缓存方法,其中,所述实时共享方法包括:目标量子节点与相邻的目标量子节点实时协商一定量的共享密钥,把所述一定量的共享密钥作为一个共享密钥分组,或者,目标量子节点与相邻的目标量子节点采用相同的数据格式分别把共享密钥分割为一个或多个分组、采用相同的随机性测试方法对每一个分组进行随机性测试、把通过所述随机性测试的一个分组作为一个共享密钥分组,所述预先缓存方法包括:目标量子节点与相邻的目标量子节点协商一定量的共享密钥,采用相同的数据格式分别把共享密钥分割为一个或多个分组,采用相同的随机性测试方法对每一个分组进行随机性测试,缓存通过所述随机性测试的每一个分组并分别创建分组标识,与相邻的目标量子节点协商从缓存的分组中分别选择一个具有一致或相同分组编号的分组作为一个共享密钥分组,其中,所述协商一定量的共享密钥包括以下方法中的任一项:依次与多个相邻目标量子节点协商共享密钥、同时与多个相邻目标量子节点协商共享密钥、根据虚拟化指令与相应的相邻目标量子节点协商共享密钥,其中,协商共享密钥包括占用密钥协商通道的全部带宽或仅占用整个密钥协商通道的部分带宽。
11.根据权利要求1或10所述的一种量子网络虚拟化方法,其特征在于,所述分组标识包括:分组编号、当前量子节点与相邻的目标量子节点的链路标识(或,当前量子节点的标识、相邻的目标量子节点的标识),其中,所述分组编号采用局部编号或全局编号,在采用局部编号的情况下,当某个共享密钥分组被用于创建虚拟节点路由状态后,把相应的局部编号改变为相应的虚拟节点路由状态的全局编号。
12.根据权利要求1所述的一种量子网络虚拟化方法,其特征在于,所述虚拟节点路由状态标识包括:全局标识、连接当前量子节点与当前量子节点的上一个相邻的目标量子节点及下一个相邻的目标量子节点的路由标识(或,当前量子节点的标识、第一相邻的目标量子节点的标识、第二相邻的目标量子节点的标识)。
13.根据权利要求4(或5)所述的一种量子网络虚拟化方法,其特征在于,所述标识的内容还包括以下内容中的任一项或任多项:
目标量子网络的标识,用于区别不同的目标量子网络,
局部标识,用于区别具有相同全局标识的多个虚拟节点路由状态(或虚拟量子链路状态),
校验信息,所述校验信息用于校验虚拟中继节点状态(或虚拟量子链路状态)的完整性,包括相应数据的数据摘要、或Hash值、或MAC码,数字签名,采用数字签名算法对虚拟中继节点状态(或虚拟量子链路状态)进行数字签名,
时间戳,所述时间戳用于记录虚拟中继节点状态(或虚拟量子链路状态)的创建时间,当前虚拟中继节点状态(或虚拟量子链路状态)的数据摘要(或Hash值)、上一个虚拟中继节点状态(或虚拟量子链路状态)的数据摘要(或Hash值)、或者当前以及上一个虚拟中继节点状态(或虚拟量子链路状态)的数据摘要(或Hash值)。
14.根据权利要求13所述的一种量子网络虚拟化方法,其特征在于,所述用于虚拟节点路由状态的数字签名的私钥不能被非法访问或导出。
15.根据权利要求1或4所述的一种量子网络虚拟化方法,其特征在于,所述发送包括以下选项中的任一项或多项:实时输出、被动响应输出,其中,实时输出包括:把虚拟节点路由状态或虚拟中继节点状态实时输出本地存储器或网络存储空间、或/和第三方服务器、或/和所关联的服务节点,被动响应输出包括:根据虚拟化指令,把具有特定编号的虚拟节点路由状态或虚拟中继节点状态输出到第三方服务器、或/和所关联的服务节点。
16.根据权利要求1、4或15所述的一种量子网络虚拟化方法,其特征在于,所述发送包括:加密传输,所述加密传输包括以下选项中的任一项或多项:采用对称密码算法加密传输、采用非对称密码算法加密传输、采用VPN的隧道模式或传输模式的加密传输。
17.根据权利要求4或9所述的一种量子网络虚拟化方法,其特征在于,所述存储包括以下选项中的任一项或多项:本地存储、云端存储、服务器端存储,其中,本地存储方法包括:把虚拟中继节点状态存储在本地存储器或网络存储空间,云端存储方法包括:把虚拟中继节点状态存储在云端存储空间上,服务器端存储包括:把虚拟中继节点状态发给一个或多个第三方服务器进行存储。
18.根据权利要求1或5所述的一种量子网络虚拟化方法,其特征在于,包括:提供密钥服务,包括如下步骤:
步骤一:所述目标接收方或第三方服务器为目标量子网络中的m个量子服务节点选择一个虚拟量子链路网络状态或切片(其中,m是大于1的整数),把所述虚拟量子链路网络状态或切片分别发送给所述m个量子服务节点,步骤二:m个量子服务节点协商采用某个量子服务节点A的关联共享密钥分组作为群组共享密钥,其它任意一个量子服务节点B基于所述虚拟量子链路网络状态或切片计算相应的虚拟链路状态数据与量子服务节点B的相应的关联共享密钥分组的异或值,并得到量子服务节点A的关联共享密钥分组,m个量子服务节点分别把所述关联共享密钥分组注入所关联的加密装置,其中,所述第三方服务器包括量子密钥服务装置、或/和虚拟量子链路服务装置、或/和虚拟量子链路网络状态或切片服务装置。
19.根据权利要求1或5所述的一种量子网络虚拟化方法,其特征在于,包括:虚拟量子链路网络状态或切片的应用方法,适用的场景包括:多个节点分别独立采集或计算数据,一个节点采集或计算出一个数据后,即加密所述数据并公开相应的密文,其它节点可以实时解密所述密文并获得所述数据,具体包括如下步骤:所述目标接收方或第三方服务器为目标量子网络中的m个量子服务节点选择一个或多个虚拟量子链路网络状态或切片(其中,m是大于1的整数),把所述虚拟量子链路网络状态或切片分别发送给所述m个量子服务节点,一个量子服务节点(记为源节点)选择一个虚拟量子链路网络状态或切片并采用与该虚拟量子链路网络状态或切片关联的共享密钥分组加密源节点的目标数据并得到密文,为所述密文创建密文标识并公开所述密文及其密文标识,其它一个或多个量子服务节点分别基于所述虚拟量子链路网络状态或切片计算相应的虚拟量子链路状态数据与相应量子服务节点的相应关联共享密钥分组的异或值,并得到源节点的关联共享密钥分组,利用所述关联共享密钥分组解密密文并得到源节点发送的目标数据,其中,所述密文标识包括:虚拟量子链路网络状态或切片的标识,源节点的标识、加密方式,其中,加密方式包括异或加密或采用对称密码算法加密,所述第三方服务器包括量子密钥服务装置、或/和虚拟量子链路服务装置、或/和虚拟量子链路网络状态或切片服务装置,
所述目标数据包括以下数据中的任一种或任多种:消息分组、随机密钥数据、传感数据、音视频监控数据、计算数据、数据文件。
20.根据权利要求1或5所述的一种量子网络虚拟化方法,其特征在于,包括:所述提供虚拟链路服务,包括:把与两个服务节点关联的一个或多个虚拟链路状态发送给所述两个服务节点、或/和所述两个服务节点所服务的应用装置,其中,应用装置包括:密码应用装置、服务节点的代理装置、虚拟链路服务代理装置。
21.根据权利要求1、5或20所述的一种量子网络虚拟化方法,其特征在于,其特征在于,包括:提供协商共享密钥服务,即,所述目标接收方把一个虚拟链路状态分别发送给所关联的两个量子服务节点,两个量子服务节点协商采用其中一个量子服务节点的关联共享密钥分组作为共享密钥,相应地,另一个量子服务节点计算其所保存的相应的关联共享密钥分组与所述虚拟链路状态数据的异或值并得到所述共享密钥,或者,进一步地,一个量子服务节点计算一个数据分组与所述共享密钥的异或值并发送给另一个量子服务节点,另一个量子服务节点计算所述异或值与所述共享密钥的异或值并得到所述数据分组,其中,数据分组包括随机数分组或消息分组。
22.根据权利要求1、4、6、7、8、18、19或21所述的一种量子网络虚拟化方法,其特征在于,所述目标接收方包括以下选项中的任一项或任多项:目标量子网络的中心服务器、目标量子网络的区域中心服务器、目标量子网络控制器、目标量子网络虚拟化服务器装置、服务节点装置、云存储服务装置、区块链的记账节点装置。
23.根据权利要求1所述的一种量子网络虚拟化方法,其特征在于,包括:所述虚拟中继节点状态按时间顺序形成虚拟中继节点状态区块链,其中,形成虚拟中继节点状态区块链的方法包括:为虚拟中继节点状态创建区块头,把虚拟中继节点状态作为区块体,区块头包括区块编号、时间戳、区块的Hash值,其中,区块编号与全局标识相同或存在一一对应关联,或/和,所述虚拟网络状态按时间顺序形成虚拟网络状态区块链,其中,形成虚拟网络状态区块链的方法包括:为虚拟网络状态创建区块头,把虚拟网络状态作为区块体,区块头包括区块编号、时间戳、区块的Hash值,其中,区块编号与全局标识相同或存在一一对应关联。
24.根据权利要求5所述的一种量子网络虚拟化方法,其特征在于,所述虚拟链路状态按时间顺序形成虚拟链路状态区块链,其中,形成虚拟链路状态区块链包括:为虚拟链路状态创建区块头,把虚拟链路状态作为区块体,区块头包括区块编号、时间戳、区块的Hash值,其中,区块编号与全局标识相同或存在一一对应关联。
25.根据权利要求1(或5)所述的一种量子网络虚拟化方法,其特征在于,包括:根据虚拟网络状态/切片(或/和虚拟链路网络状态/切片)的产生时间或/和使用频次标注虚拟网络状态/切片(或/和虚拟链路网络状态/切片)的新鲜度,其中,新鲜度的大小与产生时间早晚、使用频次大小反相关。
26.根据权利要求1所述的一种量子网络虚拟化方法,其特征在于,包括:把两个不同目标网络的虚拟网络状态或虚拟网络状态切片封装为一个跨域互通虚拟网络状态或虚拟网络状态切片的方法,包括:如果存在同时接入两个不同目标网络的服务节点,则,选择一个所述服务节点把其相应的两个关联共享密钥分组的异或值及其标识作为跨域互通虚拟网络状态或虚拟网络状态切片的一个虚拟节点路由状态,连同所述两个不同目标网络的虚拟网络状态或虚拟网络状态切片形成一个跨域互通虚拟网络状态或虚拟网络状态切片,如果不存在同时接入两个不同目标网络的服务节点,则,可信第三方分别为所述两个目标网络的一个服务节点分发一个共享密钥分组(为方便起见,分别记为Ka和Kb),则,其中一个服务节点把其相应的关联共享密钥分组与Ka的异或值及其标识作为一个虚拟节点路由状态,另一个服务节点把其相应的关联共享密钥分组与Kb的异或值及其标识作为一个虚拟节点路由状态,如果Ka与Kb不相同,则,可信第三方把Ka与Kb的异或值及其标识作为一个虚拟节点路由状态,把上述虚拟节点路由状态连同所述两个不同目标网络的虚拟网络状态或虚拟网络状态切片形成一个跨域互通虚拟网络状态或虚拟网络状态切片。
27.根据权利要求1所述的一种量子网络虚拟化方法,其特征在于,包括:设置创建虚拟网络状态或切片的条件,包括:目标接收方已经接收到创建任意两个服务节点之间的虚拟量子链路状态所需要的虚拟节点路由状态、或已经达到创建当前虚拟网络状态或切片的限定时间。
28.根据权利要求9所述的一种量子网络虚拟化方法,其特征在于,提供虚拟中继节点状态服务,包括:选择两个服务节点(分别记为源节点和宿节点)之间的一个密钥中继链路,所述密钥中继链路上的每一个虚拟节点把具有相同全局标识的虚拟路由数据发送给一个服务节点或第三方服务器,服务节点或第三方服务器把所述具有相同全局标识的每一个目标节点的虚拟路由状态数据进行异或运算。
29.一种量子网络虚拟化装置,其特征在于,包括:执行权利要求1~9中任一个方法的量子节点装置、虚拟化服务器装置,其中,所述装置包括软件模块、或硬件模块、或软件与硬件的集成模块。
30.根据权利要求29所述的一种量子网络虚拟化装置,其特征在于,所述量子节点装置包括:
收发器,用于向虚拟化服务器装置或网络控制器上报所述量子节点的拓扑信息,用于接收所述虚拟化服务器装置或网络控制器下发的虚拟化指令,数据处理单元,用于与相邻的目标量子节点协商共享密钥分组,或/和,创建虚拟节点路由状态,或/和,还用于创建虚拟中继节点状态,
节点虚拟化单元,用于虚拟节点路由状态或/和虚拟中继节点状态的存储和输出管理,其中,虚拟节点路由状态包括:目标量子中继节点与两个相邻的目标量子节点之间的共享密钥分组的异或值及其相应的标识,虚拟中继节点状态包括:目标量子中继节点的一部分或全部虚拟节点路由状态及其相应的标识,
虚拟化指令用于指示以下内容中的任一种或任多种:全局标识、共享密钥分组的数据格式、虚拟节点路由状态的数据结构、虚拟中继节点状态的数据结构、目标接收方的标识、数据传输方式,拓扑信息包括:节点的标识、节点与每一个相邻的目标量子节点之间的链路状态。
31.根据权利要求29或30所述的一种量子网络虚拟化装置,其特征在于,所述虚拟化服务器装置包括:
存储器,用于存储程序和指令,
数据处理单元,用于通过调用所述存储器中存储的程序和指令,执行:把所有目标量子节点的当前虚拟中继节点状态及其相应的标识封装为一个虚拟网络状态或切片、或/和把目标网络中的一部分或全部量子服务节点中的所有任意两个量子服务节点之间的虚拟链路状态封装为虚拟链路网络切片,收发器,用于向网络控制器发送量子网络虚拟化请求,接收目标量子节点的虚拟中继节点状态,可选地,还用于接收目标量子节点上报的相应节点的拓扑信息,还用于获取虚拟化请求,并将所述虚拟化请求对应的虚拟化指令下发至所述各个目标量子节点,以使所述各个目标量子节点根据所述虚拟化指令协商共享量子密钥并创建虚拟中继节点状态,接收虚拟中继节点状态并发送给数据处理单元,其中,拓扑信息包括:节点的标识、节点与每一个相邻的目标节点之间的链路状态,虚拟化指令用于指示以下内容中的任一种或任多种:全局标识、共享密钥分组的数据格式、虚拟节点路由状态的数据结构、虚拟中继节点状态的数据结构、目标接收方的标识、数据传输方式。
32.根据权利要求31所述的一种量子网络虚拟化装置,其特征在于,所述处理器还用于执行:创建目标量子网络的虚拟映射网络,包括:分布式虚拟映射网络,或/和,集中式虚拟映射网络,其中,分布式虚拟映射网络的特征在于:每一个目标量子节点创建一个虚拟节点,集中式虚拟映射网络的特征在于:集中式服务器为每一个目标量子节点创建一个虚拟节点,其中,所述虚拟映射网络包括:目标量子节点之间的网络链路拓扑图,虚拟节点用于存储或输出相应的虚拟中继节点状态。
33.根据权利要求31或32所述的一种量子网络虚拟化装置,其特征在于,所述处理器还用于执行:验证虚拟中继节点状态的数字签名。