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专利号: 2020110550501
申请人: 长春大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2026-06-16
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种基于云服务的量子密码矩阵的关联成像方法,其特征在于,包括如下步骤:S1、量子密码生成器将生成的量子密码存储到量子密码存储器中;

S2、量子密码转化器QEC与QKD云网关建立会话连接,从而获取量子密码密文,其中量子密码转化器QEC数量为两个,分别为QEC-A和QEC-B;

量子密码转化器QEC具有两种工作模式,分别为A模式和B模式,量子密码转化器QEC执行A模式操作时称为QEC-A,此时量子密码转化器QEC用于将量子密码转化成量子密码矩阵;

量子密码转化器QEC执行B模式操作时称为QEC-B,此时量子密码转化器QEC用于将量子密码转化成量子密码矩阵,并将所述量子密码矩阵转化为量子随机序列二值图,同时依照所述量子随机序列二值图控制空间光调制器;

具体量子密码转化器QEC与QKD云网关建立会话连接的过程如下:

1)建立通信连接:

①连接请求:QEC-A和QEC-B同时向QKD云网关发送连接请求;

②应答请求:QKD云网关同时接收到QEC-A和QEC-B的请求后,向QEC-A和QEC-B同时发送连接应答报文,若只收到QEC-A或者QEC-B其中一个连接请求,等待时间T,若T时间内检测到另一个连接请求,QKD云网关同时向QEC-A和QEC-B发送连接应答报文;若T时间之内未接收到另一个连接请求,则向发送请求的一方应答连接失败报文;QKD云网关主动结束会话;

2)认证:

①身份认证:QEC-A和QEC-B获得来自QKD云网关的连接应答报文后,QEC-A和QEC-B向QKD云网关发送身份信息,身份信息包括设备名、MAC地址、IP地址以及配对的设备名和MAC地址;

②认证应答:QKD云网关接收到QEC-A和QEC-B的身份信息,搜索本地数据库查询对应的信息,若是信息匹配,QKD云网关同时向QEC-A和QEC-B发送认证成功应答报文;

3)配对:

①发送IP地址:QKD云网关向QEC-A和QEC-B发送配对设备的IP地址;

②配对请求:QEC-A和QEC-B接收到QKD云网关发送的配对设备的IP地址,向配对设备发送连接请求;

③配对应答:两个相互配对的设备收到来自对方发送的配对请求,并向对方发送配对应答报文;

4)配对设备信息同步阶段:

同步量子密码长度:相互配对的QEC-A和QEC-B同时向对方发送量子密码长度La和Lb,QEC-A和QEC-B分别接收到Lb和La后,与自身发送的量子密码长度进行比对,如相同,向对方发送信息同步应答报文,若不同则发送信息同步失败应答报文;

5)同步下载序号:QEC-A和QEC-B接收到对方发来的信息同步应答报文后,相互发送下载序号Na和Nb,下载序号就是信息同步的次数,接收到下载序号向对方发送对应的应答报文;

6)量子密码下载阶段:

①量子密码请求:QEC-A和QEC-B同时向QKD云网关发送量子密码请求报文,报文信息包含量子密码长度L和下载序号N;

②发送量子密码:QKD云网关从量子密码存储器中读取长度为L位的量子密码串,按照预设的加密方式进行加密,形成量子密码密文,并在量子密码密文后面加入下载序号,所述量子密码串为二进制数序列;

③下载量子密码:QEC-A和QEC-B接收到量子密码密文和下载序号,查看下载序号是否与自己发送的下载序号相同,若序号和自己的不同,丢弃下载的量子密码密文,向配对设备发送同步信息请求;若要继续下载量子密码重复信息同步阶段和量子密码下载阶段即可;

7)结束会话阶段:若QEC-A和QEC-B下载量子密码结束,主动结束会话;

S3、量子密码转化器QEC接收所述量子密码密文,并按照预先设定的方式将其解密成量子密码的明文;

S4、QEC-A将经步骤S3得到的量子密码转化成量子密码矩阵,发送给关联成像计算机;

QEC-B将经步骤S3得到的量子密码转化成量子密码矩阵,并将所述量子密码矩阵转化成量子随机序列二值图,同时依照所述量子随机序列二值图控制空间光调制器,空间光调制器根据所述量子随机序列二值图对从激光器光源输出的光进行调制,并将调制后的光照射到目标物体上,光透过目标物体射到凸透镜,经凸透镜出射后进入桶探测器,桶探测器将探测到的信息传输至关联成像计算机;

S6、关联成像计算机根据从QEC-A和QEC-B得到的信息进行图像重构。

2.根据权利要求1所述的基于云服务的量子密码矩阵的关联成像方法,其特征在于:按照预设的加密方式进行加密,形成量子密码密文的过程如下:①在已知长度为L位的量子密码串头部和尾部分别插入密码头CH和(m-3)位的二进制数序列,所述密码头CH是从所述量子密码串中随机选取长度为m位的二进制数序列,m为十进制整数,且3

②将步骤①中十进制整数m转化成三位的二进制数,并将得到的三位的二进制数放在所述长度为(m-3)位的二进制数序列尾端,并与之构成密码尾CT;

③密码尾CT的前(m-3)位和密码头CH前(m-3)位内容相同;

④将密码头CH、所述量子密码串及密码尾CT依次拼接到一起形成量子密码密文,量子密码密文的总长度为L+2m。

3.根据权利要求1所述的基于云服务的量子密码矩阵的关联成像方法,其特征在于:按照预先设定的方式将其解密成量子密码的明文过程如下:①接收到量子密码密文,读取量子密码密文的最后三位,并将所述最后三位转化成十进制数s,十进制数s就是密码头CH的长度m,s=m;

②将量子密码密文从头部开始去掉m位的密码头CH;

③再将经步骤②处理得到量子密码密文从尾部去掉m位的密码尾CT;

④最后得到量子密码的明文。

4.根据权利要求1所述的基于云服务的量子密码矩阵的关联成像方法,其特征在于:所述量子密码转化成量子密码矩阵的过程为:对二进制数组成的序列形成的量子密码进行分组,每N个二进制数分成一组,形成M组;用N代表列数,M代表行数,将二进制数组成的序列形成的量子密码用M行,N列的矩阵形成表示,得到量子密码矩阵。

5.根据权利要求1所述的基于云服务的量子密码矩阵的关联成像方法,其特征在于:所述量子密码矩阵转化成量子随机序列二值图的过程为:量子密码矩阵是由0和1组成的二进制数构成的矩阵,按照默认1对应的位置是黑色的像素点及0对应的位置是白色的像素点,遍历整个矩阵,最后形成对应的量子密码随机序列二值图。