一种大数据的保密通信方法及系统与流程

本发明属于通信，特别是一种大数据的保密通信方法及系统。

背景技术：

1、随着信息技术的飞速发展，大数据已成为现代社会运行的关键资源。大数据的高速计算和传输能力对于多个领域如商业分析、医疗保健、智能交通以及国家安全等都至关重要。由于数据量日益增长，对于数据传输的安全性要求也越发严格。保密通信技术，尤其是涉及到大数据的保密通信技术，因而变得尤为重要。

2、现有的保密通信技术主要依赖于经典的加密算法，诸如对称加密算法和非对称加密算法。对称加密算法以其运算效率高和适应大量数据的能力被广泛应用于大数据通信中。然而，对称加密的密钥分发和管理问题一直是一个挑战，尤其是在大规模系统中。非对称加密虽在密钥管理上有优势，但计算复杂度高，不适合于大量数据的实时或近实时传输。

技术实现思路

1、本发明的目的是提供一种大数据的保密通信方法及系统，以解决现有技术中的不足，能够将量子处理与混沌理论相结合，以提高传输数据的安全性和保密性。

2、本申请的一个实施例提供了一种大数据的保密通信方法，所述方法包括：

3、在通信发送端将输入的大数据集合转换为量子化数据集合；

4、从所述量子化数据集合中提取混沌特征，以生成初始对称密钥；

5、将所述初始对称密钥进行深度混沌变换增强，获得增强对称密钥；

6、利用所述增强对称密钥对所述量子化数据集合执行加密操作，得到加密数据集合；

7、将所述加密数据集合编码至量子比特载体，并通过量子纠缠方式传输至通信接收端，以使所述通信接收端解密并计算数据完整性指标，以验证数据的完整性和一致性。

8、可选的，所述从所述量子化数据集合中提取混沌特征，以生成初始对称密钥，包括：

9、从所述量子化数据集合中提取特定特征，将所述特定特征转换为预设混沌系统的初始状态；

10、以所述初始状态运行所述预设混沌系统以生成混沌序列；

11、将所述混沌序列转换为二进制形式，以构成初始对称密钥。

12、可选的，所述增强对称密钥的获得方式：

13、sk'＝bigoplus_{k＝1}^{j}(text{lfsr}(sk)oplus text{md5}^{k}(sk))

14、其中，所述sk'为增强对称密钥，所述bigoplus_{k＝1}^{k}为k次迭代的混沌异或操作，所述k为混沌级别指数，所述lfsr为线性反馈移位寄存器，所述text{lfsr}(sk)表示对初始对称密钥sk应用lfsr操作，得到一个由sk生成的伪随机位序列，所述oplus为异或操作，所述text{md5}^{k}(sk)表示第k次迭代中对密钥sk应用md5哈希函数。

15、可选的，所述数据完整性指标的计算公式为：

16、

17、其中，所述dii为数据完整性指标，所述eds_{j}为在通信发送端待传输的加密数据集合中第j个加密数据块，所述odot表示量子向量点积，所述overline{eds}_{j}为在通信接收端解密后的第j个数据块，所述n为数据块的个数。

18、本申请的又一实施例提供了一种大数据的保密通信系统，所述系统包括：

19、转换模块，用于在通信发送端将输入的大数据集合转换为量子化数据集合；

20、生成模块，用于从所述量子化数据集合中提取混沌特征，以生成初始对称密钥；

21、获得模块，用于将所述初始对称密钥进行深度混沌变换增强，获得增强对称密钥；

22、加密模块，用于利用所述增强对称密钥对所述量子化数据集合执行加密操作，得到加密数据集合；

23、通信模块，用于将所述加密数据集合编码至量子比特载体，并通过量子纠缠方式传输至通信接收端，以使所述通信接收端解密并计算数据完整性指标，以验证数据的完整性和一致性。

24、本申请的又一实施例提供了一种存储介质，所述存储介质中存储有计算机程序，其中，所述计算机程序被设置为运行时执行上述任一项中所述的方法。

25、本申请的又一实施例提供了一种电子设备，包括存储器和处理器，所述存储器中存储有计算机程序，所述处理器被设置为运行所述计算机程序以执行上述任一项中所述的方法。

26、与现有技术相比，本发明提供的一种大数据的保密通信方法，在通信发送端将输入的大数据集合转换为量子化数据集合；从所述量子化数据集合中提取混沌特征，以生成初始对称密钥；将所述初始对称密钥进行深度混沌变换增强，获得增强对称密钥；利用所述增强对称密钥对所述量子化数据集合执行加密操作，得到加密数据集合；将所述加密数据集合编码至量子比特载体，并通过量子纠缠方式传输至通信接收端，以使所述通信接收端解密并计算数据完整性指标，以验证数据的完整性和一致性，从而能够将量子处理与混沌理论相结合，以提高传输数据的安全性和保密性。

技术特征：

1.一种大数据的保密通信方法，其特征在于，所述方法包括：

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述从所述量子化数据集合中提取混沌特征，以生成初始对称密钥，包括：

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述增强对称密钥的获得方式：

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述数据完整性指标的计算公式为：

5.一种大数据的保密通信系统，其特征在于，所述系统包括：

6.根据权利要求5所述的系统，其特征在于，所述生成模块，具体用于：

7.根据权利要求6所述的系统，其特征在于，所述增强对称密钥的获得方式：

8.根据权利要求7所述的系统，其特征在于，所述数据完整性指标的计算公式为：

9.一种存储介质，其特征在于，所述存储介质中存储有计算机程序，其中，所述计算机程序被设置为运行时执行权利要求1-4中任一项所述的方法。

10.一种电子设备，包括存储器和处理器，其特征在于，所述存储器中存储有计算机程序，所述处理器被设置为运行所述计算机程序以执行权利要求1-4中任一项所述的方法。

技术总结本发明公开了一种大数据的保密通信方法及系统，方法包括：在通信发送端将输入的大数据集合转换为量子化数据集合；从所述量子化数据集合中提取混沌特征，以生成初始对称密钥；将所述初始对称密钥进行深度混沌变换增强，获得增强对称密钥；利用所述增强对称密钥对所述量子化数据集合执行加密操作，得到加密数据集合；将所述加密数据集合编码至量子比特载体，并通过量子纠缠方式传输至通信接收端，以使所述通信接收端解密并计算数据完整性指标，以验证数据的完整性和一致性。利用本发明实施例，能够将量子处理与混沌理论相结合，以提高传输数据的安全性和保密性。技术研发人员：黄小平,赵迪迪受保护的技术使用者：锐仕方达人才科技集团有限公司技术研发日：技术公布日：2024/7/18