1.一種基于DPI的量子秘鑰分發(fā)方法,其特征在于,該方法采用以下模塊:網(wǎng)絡(luò)接入模塊(1)、DPI分析模塊(2)、加密策略選擇模塊(3)、網(wǎng)絡(luò)透傳或傳統(tǒng)加密模塊(4)、量子密鑰加密模塊(5)與策略庫(6);
網(wǎng)關(guān)系統(tǒng)工作在網(wǎng)絡(luò)廣域網(wǎng)與局域業(yè)務(wù)網(wǎng)絡(luò)及辦公網(wǎng)絡(luò)連接處;
所述網(wǎng)絡(luò)接入模塊(1),具有可擴展性網(wǎng)絡(luò)接口選擇的功能,根據(jù)實際網(wǎng)絡(luò)布線的需要,板載多個PCI-E接口,通過轉(zhuǎn)換模組連接各種廣域網(wǎng)端接口和局域網(wǎng)端接口;
所述DPI分析模塊(2)與網(wǎng)絡(luò)接入模塊(1)連接,用于對網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)流進行深度數(shù)據(jù)包檢測,通過對網(wǎng)絡(luò)流量特征分析,識別網(wǎng)絡(luò)流量中各種應(yīng)用及其內(nèi)容的指紋特征,根據(jù)進入DPI分析模塊(2)的數(shù)據(jù)流進行業(yè)務(wù)分類,對于辦公網(wǎng)絡(luò)使用的常規(guī)業(yè)務(wù)應(yīng)用以及網(wǎng)絡(luò)中的核心業(yè)務(wù)及交易業(yè)務(wù)進行區(qū)分標(biāo)識,提交給加密策略選擇模塊(3);
所述加密策略選擇模塊(3)與DPI分析模塊(2)連接,用于根據(jù)網(wǎng)絡(luò)中實際各種業(yè)務(wù)安全需求級別,以及量子密鑰加密模塊(5)量子密鑰生成狀態(tài),根據(jù)用戶事先在策略庫(6)中定義加密策略,將加密策略的優(yōu)先級分為:必須量子加密、根據(jù)量子密鑰狀態(tài)選擇量子密鑰加密或傳統(tǒng)加密、只需傳統(tǒng)加密、不需加密四個等級;
所述網(wǎng)絡(luò)透傳或傳統(tǒng)密鑰加密模塊(4)與加密策略選擇模塊(3)連接,用于根據(jù)加密策略選擇模塊(3)提供的指令,對不需要進行加密的網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)流量通過存儲轉(zhuǎn)發(fā)方式透明進行傳輸;對于需要采用基于算法安全的傳統(tǒng)加密算法進行加密的流量通過DES,AES,3DES,OTP,RSA,IPSEC加密算法進行加密;
所述量子密鑰加密模塊(5)與加密策略選擇模塊(3)連接,用于根據(jù)加密策略選擇模塊(3)指令,通過量子鏈路與量子密鑰分發(fā)設(shè)備進行協(xié)商,獲取當(dāng)前量子密鑰數(shù)量以及量子密鑰成碼率,根據(jù)當(dāng)前進行量子加密業(yè)務(wù)的密鑰需求,進行判斷協(xié)商;具備量子密鑰分發(fā)條件的,進行量子加密傳輸;密鑰不足或生成速度異常時,采用業(yè)務(wù)流量緩存或密鑰倍增技術(shù)保證量子保密通信的流暢傳輸;
所述策略庫(6)與加密策略選擇模塊(3)連接,用于定義加密策略。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于DPI的量子秘鑰分發(fā)方法,其特征在于,廣域網(wǎng)端接口,包括模擬、ISDN BRI、E1/T1/T1、GSM/WCDMA,接入網(wǎng)絡(luò)廣泛使用的SDH、ATM、PTN專用線路;局域網(wǎng)接口通過轉(zhuǎn)換模組連接各種局域網(wǎng)接口,包括單模光纖接口、多模光纖接口、以及以太網(wǎng)RJ-45接口,可接入與局域網(wǎng)中的路由器、防火墻或交換機的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于DPI的量子秘鑰分發(fā)方法,其特征在于,DPI模塊分析模塊(2)的具體實現(xiàn)方法:
DPI引擎啟動后,根據(jù)網(wǎng)絡(luò)中不同業(yè)務(wù)所使用的應(yīng)用層協(xié)議類型、協(xié)議端口以及網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)包中的荷載信息,利用特征提取算法對流量特征進行提取,特征提取算法包括對應(yīng)用協(xié)議類型、協(xié)議端口映射為對象的特征提取,包括對數(shù)據(jù)包深層具體載荷為對象的特征提取,和針對網(wǎng)絡(luò)流統(tǒng)計特征的特征提取,DPI引擎通過深度挖掘應(yīng)用協(xié)議網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)包中常出現(xiàn)的穩(wěn)定的獨特的特征字符串,特征字符串是用于標(biāo)識網(wǎng)絡(luò)通信協(xié)議特征碼,通過全局特征向量Hash映射表與核心業(yè)務(wù)特征庫進行匹配,識別出當(dāng)前網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)流是否屬于網(wǎng)絡(luò)中需要通過量子加密保證其高度安全性的核心業(yè)務(wù)流量,對于進行完業(yè)務(wù)分類的流量,可有效的對其是否屬于網(wǎng)絡(luò)核心業(yè)務(wù)進行標(biāo)識。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的基于DPI的量子秘鑰分發(fā)方法,其特征在于,判斷所述流量特征與目標(biāo)業(yè)務(wù)類特征相關(guān)度時采用信息論中的互信息并歸一化后度量,不同流量特征與目標(biāo)業(yè)務(wù)類特征的相關(guān)度表示為R(f,class),計算方法如下式:
其中f和class分別表示網(wǎng)絡(luò)流量特征和目標(biāo)業(yè)務(wù)類,H(f)和H(class)分別表示f和class的熵,I(f;class)為f和class的互信息;
熵是隨機變量不確定性的度量,一個離散隨機變量X,取值空間為SX,概率密度函數(shù)為p(x),x∈SX,則X的熵定義為:
兩個離散隨機變量X和Y共享信息的程度用互信息來度量:
在變量Z已知的條件下,變量X和Y共享信息的程度用條件互信息來度量:
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于DPI的量子秘鑰分發(fā)方法,其特征在于,所述加密策略選擇模塊(3)的安全策略由安全管理員制定并存儲于策略庫中,用以對各種已經(jīng)確定業(yè)務(wù)分類的流量進行不同級別的配置,以7元組形式表示為:
P=<ID,BType,BLevel,EncyptPrior,QKDstatus,EncyptType,F(xiàn)orward>
其中ID為策略編號;BType為業(yè)務(wù)類型,BLevel為業(yè)務(wù)等級,EncyptPrior為加密優(yōu)先級;QKDstatus為量子加密模塊提供的當(dāng)前量子密鑰分發(fā)系統(tǒng)的狀態(tài),EncyptType為加密類型,F(xiàn)orward為根據(jù)加密類型不同將業(yè)務(wù)流轉(zhuǎn)發(fā)的目的模塊,包括量子密鑰加密模塊或者網(wǎng)路透傳或傳統(tǒng)加密模塊或不加密模塊。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于DPI的量子秘鑰分發(fā)方法,其特征在于,所述網(wǎng)絡(luò)透傳或傳統(tǒng)加密模塊(4)根據(jù)加密策略選擇模塊提供的指令,對不需要進行加密的網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)流量通過存儲轉(zhuǎn)發(fā)方式透明進行傳輸;對于需要采用基于算法安全的傳統(tǒng)加密算法進行加密的流量通過傳統(tǒng)的DES,AES,3DES,OTP,RSA,IPSEC加密算法進行加密,網(wǎng)絡(luò)透傳或傳統(tǒng)加密方式分別使用不同的鏈路接口與對端進行通信。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于DPI的量子秘鑰分發(fā)方法,其特征在于,所述量子密鑰加密模塊(5)通過傳統(tǒng)鏈路和光纖量子密鑰分發(fā)鏈路與量子密鑰加密模塊(5)的分發(fā)設(shè)備相連接;量子密鑰加密模塊(5)根據(jù)加密策略選擇模塊(3)的指令,通過量子鏈路與量子密鑰分發(fā)設(shè)備進行協(xié)商,獲取當(dāng)前量子密鑰數(shù)量以及量子密鑰成碼率,根據(jù)當(dāng)前進行量子加密業(yè)務(wù)的密鑰需求,進行判斷協(xié)商,具備量子密鑰分發(fā)的,進行量子加密傳輸,密鑰不足或生成速度異常時,采用業(yè)務(wù)流量緩存及密鑰倍增技術(shù)保證量子保密通信的流暢傳輸。