【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
本申請(qǐng)涉及信息安全和量子加密技術(shù)，尤其涉及一種防止量子安全對(duì)稱加密時(shí)密文重放方法、裝置、設(shè)備及介質(zhì)。
技術(shù)介紹
1、近年來，隨著信息技術(shù)的迅猛發(fā)展，網(wǎng)絡(luò)通信的安全問題已成為全球關(guān)注的焦點(diǎn)。特別是在構(gòu)建經(jīng)典全域量子安全網(wǎng)絡(luò)的過程中，確保如接入基站、密鑰中心、邊界基站等全域量子安全設(shè)備之間通信的安全性，成為了保障整個(gè)網(wǎng)絡(luò)穩(wěn)定與安全的基石。這些全域量子安全設(shè)備之間在進(jìn)行量子安全通信時(shí)，可以采用直接對(duì)稱密鑰加密通信的方式進(jìn)行通信，如接入基站和量子安全終端之間的通信、點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的兩個(gè)量子安全終端之間的通信。該直接對(duì)稱密鑰加密通信方式的核心在于通信雙方已經(jīng)事先共享了一個(gè)對(duì)稱量子安全密鑰。在通信過程中，雙方利用這個(gè)共享的密鑰對(duì)傳輸?shù)臄?shù)據(jù)進(jìn)行量子安全級(jí)別的加密和解密操作，從而確保信息在傳輸過程中的保密性。
2、盡管直接對(duì)稱密鑰加密通信具有諸多優(yōu)點(diǎn)，但在實(shí)際應(yīng)用中仍面臨著一些難以忽視的挑戰(zhàn)。其中，重放攻擊就是一種常見的安全威脅。重放攻擊是指攻擊者通過捕獲并反復(fù)發(fā)送一個(gè)合法的量子安全加密數(shù)據(jù)包，由于這些數(shù)據(jù)包是經(jīng)過正常加密的，因此它們能夠順利通過加密層的驗(yàn)證并被解密。如果不在量子安全加密層面進(jìn)行特殊處理，這些被重放的數(shù)據(jù)包就會(huì)被錯(cuò)誤地傳遞給業(yè)務(wù)層，進(jìn)而可能導(dǎo)致業(yè)務(wù)邏輯的混亂、失真，甚至引發(fā)整個(gè)系統(tǒng)的故障。
3、為了應(yīng)對(duì)重放攻擊，一種常見的策略是加密端在加密過程中為每個(gè)待加密的報(bào)文分配并使用一個(gè)唯一的密鑰，即實(shí)現(xiàn)“一次一密”。這種方式雖然在一定程度上提高了通信的安全性，但也給解密端帶來了新的問題：如何可靠地識(shí)別并解密這些使用不同密
4、因此，如何在確保量子安全對(duì)稱加密通信的保密性的同時(shí)，有效應(yīng)對(duì)重放攻擊，并實(shí)現(xiàn)“一次一密”加密方式下的可靠解密和密鑰管理，是當(dāng)前亟待解決的技術(shù)難題。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
1、本申請(qǐng)?zhí)峁┝艘环N防止量子安全對(duì)稱加密時(shí)密文重放方法、裝置、設(shè)備及介質(zhì)，用以解決現(xiàn)有量子安全對(duì)稱加密下解密端無法應(yīng)對(duì)密文重放攻擊的問題。
2、第一方面，本申請(qǐng)?zhí)峁┝艘环N防止量子安全對(duì)稱加密時(shí)密文重放方法，所述方法包括：
3、獲取加密端發(fā)送的密文數(shù)據(jù)；其中，所述密文數(shù)據(jù)攜帶有加密比例以及解密密鑰的目標(biāo)偏移值；
4、在確定所述目標(biāo)偏移值與任一起始偏移值對(duì)應(yīng)的密鑰偏移值范圍相匹配，且匹配的密鑰偏移值范圍為最后一個(gè)密鑰偏移值范圍的情況下，則確定所述密文數(shù)據(jù)可被解密；其中，任一起始偏移值對(duì)應(yīng)的密鑰偏移值范圍是根據(jù)該起始偏移值，以及該起始偏移值與該起始偏移值對(duì)應(yīng)的密鑰容量的和確定的，該起始偏移值對(duì)應(yīng)的密鑰容量是根據(jù)該起始偏移值對(duì)應(yīng)的未被使用的量子密鑰片段的長度確定的，各所述密鑰偏移值范圍的順序是根據(jù)各所述未被使用的量子密鑰片段的保存順序確定的；
5、在確定所述目標(biāo)偏移值與任一所述密鑰偏移值范圍相匹配，且匹配的密鑰偏移值范圍為非最后一個(gè)密鑰偏移值范圍的情況下，則根據(jù)所述加密比例以及所述密文數(shù)據(jù)的密文長度，確定目標(biāo)密鑰長度；確定所述目標(biāo)偏移值與目標(biāo)起始偏移值之間的偏移差值；將目標(biāo)密鑰容量與所述偏移差值之間的差值確定為可用密鑰長度；若確定所述目標(biāo)密鑰長度不大于所述可用密鑰長度，則確定所述密文數(shù)據(jù)可被解密；若確定所述目標(biāo)密鑰長度大于所述可用密鑰長度，則確定所述密文數(shù)據(jù)非法并拒絕響應(yīng)所述密文數(shù)據(jù)；其中，所述目標(biāo)起始偏移值為所述匹配的密鑰偏移值范圍對(duì)應(yīng)的起始偏移值，所述目標(biāo)密鑰容量為所述目標(biāo)起始偏移值對(duì)應(yīng)的密鑰容量；
6、在確定所述目標(biāo)偏移值與各所述密鑰偏移值范圍均不匹配的情況下，則確定所述密文數(shù)據(jù)非法并拒絕響應(yīng)所述密文數(shù)據(jù)。
7、第二方面，本申請(qǐng)?zhí)峁┝艘环N防止量子安全對(duì)稱加密時(shí)密文重放裝置，所述裝置包括：
8、獲取單元，用于獲取加密端發(fā)送的密文數(shù)據(jù)；其中，所述密文數(shù)據(jù)攜帶有加密比例以及解密密鑰的目標(biāo)偏移值；
9、處理單元，用于在確定所述目標(biāo)偏移值與任一起始偏移值對(duì)應(yīng)的密鑰偏移值范圍相匹配，且匹配的密鑰偏移值范圍為最后一個(gè)密鑰偏移值范圍的情況下，則確定所述密文數(shù)據(jù)可被解密；其中，任一起始偏移值對(duì)應(yīng)的密鑰偏移值范圍是根據(jù)該起始偏移值，以及該起始偏移值與該起始偏移值對(duì)應(yīng)的密鑰容量的和確定的，該起始偏移值對(duì)應(yīng)的密鑰容量是根據(jù)該起始偏移值對(duì)應(yīng)的未被使用的量子密鑰片段的長度確定的，各所述密鑰偏移值范圍的順序是根據(jù)各所述未被使用的量子密鑰片段的保存順序確定的；或，在確定所述目標(biāo)偏移值與任一所述密鑰偏移值范圍相匹配，且匹配的密鑰偏移值范圍為非最后一個(gè)密鑰偏移值范圍的情況下，則根據(jù)所述加密比例以及所述密文數(shù)據(jù)的密文長度，確定目標(biāo)密鑰長度；確定所述目標(biāo)偏移值與目標(biāo)起始偏移值之間的偏移差值；將目標(biāo)密鑰容量與所述偏移差值之間的差值確定為可用密鑰長度；若確定所述目標(biāo)密鑰長度不大于所述可用密鑰長度，則確定所述密文數(shù)據(jù)可被解密；若確定所述目標(biāo)密鑰長度大于所述可用密鑰長度，則確定所述密文數(shù)據(jù)非法并拒絕響應(yīng)所述密文數(shù)據(jù)；其中，所述目標(biāo)起始偏移值為所述匹配的密鑰偏移值范圍對(duì)應(yīng)的起始偏移值，所述目標(biāo)密鑰容量為所述目標(biāo)起始偏移值對(duì)應(yīng)的密鑰容量；或，在確定所述目標(biāo)偏移值與各所述密鑰偏移值范圍均不匹配的情況下，則確定所述密文數(shù)據(jù)非法并拒絕響應(yīng)所述密文數(shù)據(jù)。
10、第三方面，本申請(qǐng)還提供了一種解密端，包括：處理器和存儲(chǔ)器；所述處理器通過調(diào)用所述存儲(chǔ)器存儲(chǔ)的程序或指令，用于執(zhí)行如上述防止量子安全對(duì)稱加密時(shí)密文重放方法。
11、第四方面，本申請(qǐng)還提供了一種計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)，所述非暫態(tài)計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)存儲(chǔ)程序或指令，所述程序或指令使計(jì)算機(jī)執(zhí)行如上述第一方面所述防止量子安全對(duì)稱加密時(shí)密文重放方法的步驟。
12、第五方面，本申請(qǐng)還提供了一種計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品，所述計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品包括：計(jì)算機(jī)程序代碼，當(dāng)所述計(jì)算機(jī)程序代碼在計(jì)算機(jī)上運(yùn)行時(shí)，使得計(jì)算機(jī)執(zhí)行如上述第一方面所述防止量子安全對(duì)稱加密時(shí)密文重放方法的步驟。
13、本申請(qǐng)的有益效果如下：
14、1、通過各起始偏移值分別對(duì)應(yīng)的密鑰偏移值范圍以及各起始偏移值分別對(duì)應(yīng)的密鑰容量，可以有效記錄當(dāng)前尚未被使用的各量子密鑰的信息，從而準(zhǔn)確地實(shí)現(xiàn)記錄加密端與解密端之間的對(duì)稱密鑰的使用情況。
15、2、通過將當(dāng)前密文數(shù)據(jù)攜帶的目標(biāo)偏移值與各起始偏移值分別對(duì)應(yīng)的密鑰偏移值范圍進(jìn)行匹配的機(jī)制，可以確保只有使用未被使用過的量子密鑰加密的密文數(shù)據(jù)才能被解密，有效防止了攻擊者重放舊的密文來嘗試解密或獲取敏感信息。
16、3、解密端如果確定該目標(biāo)偏移值與某一密鑰偏移值范圍相匹配，且該匹配的密鑰偏移值范圍不是最后一個(gè)密鑰偏移值范圍，說明當(dāng)前用于對(duì)該密文數(shù)據(jù)進(jìn)行加密的量子密鑰片段很可能是之前“被跳過”的量子密鑰片段，則可以通過密文數(shù)據(jù)的密文長度以及目標(biāo)密鑰容量，進(jìn)一步確定用于對(duì)該密文數(shù)據(jù)加密的量子密鑰是否規(guī)范，有效防止密文數(shù)據(jù)的非法重放和潛在的安全漏洞。
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1.一種防止量子安全對(duì)稱加密時(shí)密文重放方法，其特征在于，所述方法包括：
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述確定所述密文數(shù)據(jù)可被解密之后，所述方法還包括：
3.如權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，所述方法還包括：
4.如權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于，所述確定所述解密后的數(shù)據(jù)合法之后，所述方法還包括：
5.如權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于，所述確定所述解密后的數(shù)據(jù)合法之后，所述方法還包括：
6.一種防止量子安全對(duì)稱加密時(shí)密文重放裝置，其特征在于，所述裝置包括：
7.如權(quán)利要求6所述的裝置，其特征在于，所述裝置還包括：加解密單元；
8.如權(quán)利要求7所述的裝置，其特征在于，所述加解密單元，還用于對(duì)所述解密后的數(shù)據(jù)進(jìn)行校驗(yàn)；若確定所述解密后的數(shù)據(jù)校驗(yàn)通過，則確定所述解密后的數(shù)據(jù)合法；若確定所述解密后的數(shù)據(jù)校驗(yàn)不通過，則確定所述解密后的數(shù)據(jù)非法并拒絕響應(yīng)所述解密后的數(shù)據(jù)。
9.如權(quán)利要求8所述的裝置，其特征在于，所述處理單元，還用于確定所述解密后的數(shù)據(jù)合法之后，若所述目標(biāo)偏移值等于
10.如權(quán)利要求9所述的裝置，其特征在于，所述處理單元，還用于確定所述解密后的數(shù)據(jù)合法之后，若所述目標(biāo)偏移值大于所述目標(biāo)起始偏移值，則將所述目標(biāo)偏移值確定為新的起始偏移值；確定所述目標(biāo)偏移值和所述目標(biāo)密鑰長度的偏移和值；根據(jù)所述目標(biāo)密鑰容量與所述偏移和值之間的差值，確定所述新的起始偏移值對(duì)應(yīng)的密鑰容量；根據(jù)所述目標(biāo)偏移值與所述目標(biāo)起始偏移值之間的差值，對(duì)所述目標(biāo)起始偏移值對(duì)應(yīng)的目標(biāo)密鑰容量進(jìn)行更新。
11.一種解密端，其特征在于，包括：處理器和存儲(chǔ)器；
12.一種計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)，其特征在于，所述非暫態(tài)計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)存儲(chǔ)程序或指令，所述程序或指令使計(jì)算機(jī)執(zhí)行如權(quán)利要求1至5任一項(xiàng)所述防止量子安全對(duì)稱加密時(shí)密文重放方法。
...【技術(shù)特征摘要】
1.一種防止量子安全對(duì)稱加密時(shí)密文重放方法，其特征在于，所述方法包括：
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述確定所述密文數(shù)據(jù)可被解密之后，所述方法還包括：
3.如權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，所述方法還包括：
4.如權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于，所述確定所述解密后的數(shù)據(jù)合法之后，所述方法還包括：
5.如權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于，所述確定所述解密后的數(shù)據(jù)合法之后，所述方法還包括：
6.一種防止量子安全對(duì)稱加密時(shí)密文重放裝置，其特征在于，所述裝置包括：
7.如權(quán)利要求6所述的裝置，其特征在于，所述裝置還包括：加解密單元；
8.如權(quán)利要求7所述的裝置，其特征在于，所述加解密單元，還用于對(duì)所述解密后的數(shù)據(jù)進(jìn)行校驗(yàn)；若確定所述解密后的數(shù)據(jù)校驗(yàn)通過，則確定所述解密后的數(shù)據(jù)合法；若確定所述解密后的數(shù)據(jù)校驗(yàn)不通過，則確定所述解密后的數(shù)據(jù)非法并拒絕響應(yīng)所述解密后的數(shù)據(jù)。
9.如權(quán)利要求8所述的裝置，其...
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：傅波海，樊倩倩，姚偉麗，
申請(qǐng)(專利權(quán))人：矩陣時(shí)光數(shù)字科技有限公司，
類型：發(fā)明
國別省市：
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