(19)国家知识产权局 (12)发明 专利 (10)授权公告 号 (45)授权公告日 (21)申请 号 202210826649.3 (22)申请日 2022.07.14 (65)同一申请的已公布的文献号 申请公布号 CN 115001688 A (43)申请公布日 2022.09.02 (73)专利权人 北京算讯科技有限公司 地址 102100 北京市延庆区中关村延庆园 风谷四路8号院27号楼 2330 (72)发明人 吴杰　李德聪　陈乃杰　 (74)专利代理 机构 广东省中源正拓专利代理事 务所(普通 合伙) 44748 专利代理师 覃汉赳 (51)Int.Cl. H04L 9/14(2006.01) H04L 9/08(2006.01)H04L 9/40(2022.01) (56)对比文件 EP 3886356 A1,2021.09.2 9 审查员 阎赛 (54)发明名称 一种基于量子加密的数据安全传输方法及 系统 (57)摘要 本发明公开了一种基于量子加密的数据安 全传输方法及系统， 涉及信息安全技术领域。 秘 密发送者Alice获取原始数据和量子加密参数； 基于二维受控交替量子行走生成与 目标数据长 度匹配的目标密钥和目标黑 盒； 通过目标密钥和 目标黑盒对原始数据进行量子加密， 得到目标传 输数据； 向秘密接收者Bob发送量子加密参数和 目标数据长度， 向云服务器发送目标传输数据； 以使秘密接收者Bob根据量子加密参数生成目标 密钥和目标黑盒， 对目标传输数据进行解密， 得 到原始数据。 通过基于二维受控交替量子行走生 成与目标数据长度匹配的目标密钥和目标黑盒， 使用目标密钥和目标黑盒对目标数据进行双层 加密， 防止 被破解， 提高了加密方法的稳定性。 权利要求书3页 说明书7页 附图3页 CN 115001688 B 2022.11.01 CN 115001688 B 1.一种基于量子加密的数据安全传输方法， 其特征在于， 应用于秘密发送者Alice， 所 述方法包括： 获取待传输的原 始数据和量子加密参数， 确定所述原 始数据的目标 数据长度； 根据量子加密参数， 基于二维受控交替量子行走生成与 所述目标数据长度匹配的目标 密钥和目标黑盒； 通过所述目标密钥和所述目标黑盒对所述原始数据进行量子加密， 得到目标传输数 据； 通过安全量子通道向秘密接收者Bob发送所述量子加密参数和所述目标数据长度， 并 向云服务器发送所述 目标传输数据； 以使所述秘密接收者Bob从所述云服务器获取所述目 标传输数据， 根据所述量子加密参数生成所述 目标密钥和所述 目标黑盒， 对所述 目标传输 数据进行解密， 得到所述原 始数据。 2.根据权利要求1所述的一种基于量子加密的数据安全传输方法， 其特征在于， 根据量 子加密参数， 基于二 维受控交替量子行走生成与所述目标数据长度匹配的目标密钥和目标 黑盒， 包括： 基于二维受控交替 量子行走生成与所述目标 数据长度匹配的第一 概率矩阵； 根据所述第一 概率矩阵生成目标密钥； 将所述第一概率矩阵中的元素按照预设规则排序， 得到第二概率矩阵， 将所述第一概 率矩阵与所述第二 概率矩阵之间的映射关系作为目标黑盒。 3.根据权利要求2所述的一种基于量子加密的数据安全传输方法， 其特征在于， 所述目 标数据长度为所述原始数据在二进制格式时的位数； 基于二 维受控交替量子行走生成与所 述目标数据长度匹配的第一 概率矩阵， 包括： 使用量子加密参数基于二维受控交替 量子行走生成第二 概率矩阵； 通过resize函数调整所述第二概率矩阵与所述目标数据长度匹配， 得到第一概率矩 阵： 其中， 为所述第二 概率矩阵， 为所述目标 数据长度, 为预设正整数。 4.根据权利要求3所述的一种基于量子加密的数据安全传输方法， 其特征在于， 根据 所 述第一概率矩阵生成目标密钥， 包括： 将所述第一 概率矩阵转换为 二进制， 得到目标密钥： 其中， 和 为预设正整数。 5.根据权利要求2所述的一种基于量子加密的数据安全传输方法， 其特征在于， 所述原 始数据为视频数据， 所述目标数据长度 ， 其中 为所述原始数据的帧数， 为每一帧的大小， 每一帧包括三个颜色通道RGB； 基于二 维受控交替量子行走生成与所述目权　利　要　求　书 1/3 页 2 CN 115001688 B 2标数据长度匹配的第一 概率矩阵包括： 使用量子加密参数基于二维受控交替 量子行走生成第二 概率矩阵； 通过resize函数调整所述第二概率矩阵与所述目标数据长度匹配， 得到第一概率矩 阵： 其中， 为所述第二 概率矩阵。 6.根据权利要求5所述的一种基于量子加密的数据安全传输方法， 其特征在于， 根据 所 述第一概率矩阵计算目标密钥具体包括： 将第一概率矩阵中的值 转换为范围从0 到 的整数值， 得到目标密钥： 其中， 和 为预设正整数， 为所述第一 概率矩阵 的第 个元素的值。 7.根据权利要求6所述的一种基于量子加密的数据安全传输方法， 其特征在于， 所述目 标黑盒包括第一 黑盒和第二 黑盒， 所述第一 黑盒的长度为 ， 所述第二 黑盒的长度为 。 8.根据权利要求1所述的一种基于量子加密的数据安全传输方法， 其特征在于， 通过所 述目标密钥和所述目标黑盒对所述原 始数据进行量子加密， 得到目标传输数据， 包括： 将所述原 始数据和所述目标密钥进行异或运 算， 得到中间数据； 使用所述目标黑盒中对应的值替换所述中间数据中的值， 得到量子加密后的目标传输 数据。 9.一种基于量子加密的数据安全传输方法， 其特征在于， 应用于秘密接收者Bob， 所述 方法包括： 通过安全量子通道向接收秘密发送者Alice发送的， 量子加密参数和原始数据的目标 数据长度； 从云服务器获取目标传输数据； 所述目标传输数据为所述接收秘密发送者Alice根据 所述量子加密参数和所述目标 数据长度对所述原 始数据进行量子加密得到的； 根据量子加密参数， 基于二维受控交替量子行走生成与 所述目标数据长度匹配的目标 密钥和目标黑盒； 通过所述目标密钥和所述目标黑盒对所述目标传输数据进行量子解密， 得到所述原始 数据。 10.一种基于量子加密的数据安全传输系统， 其特征在于， 包括秘密发送者Alice、 云服 务器和秘密接收者Bob， 其中： 所述秘密发送者Alice， 用于获取待传输的原始数据和量子加密参数， 确定所述原始数 据的目标数据长度； 根据量子加密参数， 基于二维受控交替量子行走生成与所述 目标数据 长度匹配的目标密钥和目标黑盒； 通过所述目标密钥和所述目标黑盒对所述原始数据进 行 量子加密， 得到目标传输数据； 通过安全量子通道向秘密接收者Bob发送所述量子加密参数 和所述目标 数据长度， 并向云服 务器发送所述目标传输数据； 所述云服 务器， 用于保存所述目标传输数据；权　利　要　求　书 2/3 页 3 CN 115001688 B 3