基于5GVoNR与IMS数据通道的量子加密可信音视频通信系统及其通信方法与流程

本发明涉及数据传输领域，尤其涉及基于5g vonr与ims数据通道的量子加密可信音视频通信系统及其通信方法。

背景技术：

1、在现代通信系统中，随着数据流量和用户需求的不断增加，提供高效、可靠和安全的通信服务变得愈发重要。特别是随着5g技术的引入，通信系统在带宽、延迟和连接密度方面得到了显著提升，为用户提供了更加优质的服务体验。然而，随之而来的安全挑战也不可忽视，传统的加密方法在面对量子计算机的强大计算能力时可能显得力不从心。

2、多媒体子系统作为一种基于ip的网络架构，为各种多媒体服务，如语音、视频、数据，提供了统一的控制和管理平台。ims利用会话初始协议（sip）进行信令处理和资源管理，确保通信服务的高效和可靠。ims数据通道（ims data channel）在这一过程中发挥了重要作用，它不仅负责信令的传递和处理，还支持多媒体数据的传输，确保通信的质量和效率。

3、为了在与数据通道中实现高效、可靠的量子加密可信音视频通信，需要解决多个技术问题。首先，在信令消息转发过程中，延迟问题是影响实时通信质量的关键因素。其次，路由路径选择不准确会导致通信效率下降和延迟增加。同时，在量子密钥分发过程中，通过量子态测量和误码率检测确保密钥分发的安全性，以实现高效、可靠的量子加密可信音视频通信，有效提升通信的安全性和稳定性，满足在与数据通道中的应用需求。

4、但上述技术至少存在如下技术问题：在基于与数据通道的量子加密可信音视频通信过程中，可靠性以及效率较低的技术问题。

技术实现思路

1、本发明提供基于5g vonr与ims数据通道的量子加密可信音视频通信系统及其通信方法，以解决在基于5g vonr与ims数据通道的量子加密可信音视频通信过程中，可靠性以及效率较低的技术问题。

2、本发明的基于5g vonr与ims数据通道的量子加密可信音视频通信系统及其通信方法，具体包括以下技术方案：

3、基于5g vonr与ims数据通道的量子加密可信音视频通信方法，包括以下步骤：

4、s1. 采集并预处理原始音频视频数据，在预处理结束后发送通信请求，对通信请求进行解析处理，得到解析结果；根据通信请求和解析结果，转发并处理信令，得到处理后的信令消息和路由信息，进行信令交互，获取通信资源并建立连接；

5、s2. 在通信资源连接后，生成量子密钥，并对预处理后的音频视频数据进行加密处理；对加密后的音频视频数据进行传输，到达接收端后进行解密处理，得到恢复后的音视频数据。

6、优选的，所述s1，具体包括：

7、在信令消息转发过程中，引入自适应延迟优化算法。

8、优选的，所述s1，具体包括：

9、在自适应延迟优化算法的实现过程中，接收信令消息并记录初始时间戳；在每一跳，计算当前节点的延迟，并通过自适应算法调整下一跳的转发节点选择。

10、优选的，所述s1，具体包括：

11、在路由路径选择过程种，引入基于熵的路径优化算法。

12、优选的，所述s1，具体包括：

13、在基于熵的路径优化算法的实现过程中，根据网络状态信息，计算每条候选路径的熵值，选择熵值最低的路径作为最佳路径。

14、优选的，所述s2，具体包括：

15、在通信资源连接后，终端设备模块向量子密钥分发模块发送密钥生成请求，量子密钥分发模块接受到密钥生成请求后，利用纠缠态光子对通过量子信道生成量子密钥；基于生成的量子密钥通过量子态测量和误码率检测来保障密钥分发的安全性。

16、优选的，所述s2，具体包括：

17、在量子密钥分发过程中，引入动态误码率优化算法，动态调整测量基和纠错机制。

18、优选的，所述s2，具体包括：

19、动态误码率优化算法的具体实现过程如下：

20、基于量子态测量结果计算误码率；根据误码率动态调整测量基，得到新的测量基；基于新的测量基以及量子态测量结果，使用纠错码和隐形传态技术进行误码纠正。

21、基于5g vonr与ims数据通道的量子加密可信音视频通信系统，应用于基于5gvonr与ims数据通道的量子加密可信音视频通信方法，该系统包括以下部分：

22、终端设备模块，ims信令处理模块，量子密钥分发模块，加密/解密模块，5g vonr通信模块；

23、终端设备模块，包含发射端设备和接收端设备；用于采集原始音频视频数据，并对采集到的原始音频视频数据进行预处理，在预处理结束后发送通信请求至ims信令处理模块，进行信令交互，获取通信资源并建立连接；终端设备在通信资源建立后调用量子密钥分发模块生成密钥，并使用加密/解密模块对预处理后的音视频数据进行加密；加密后的音视频数据通过5g vonr通信模块传输，接收端设备接收到加密数据后，调用加密/解密模块进行解密，得到恢复后的音视频数据；

24、ims信令处理模块，在接收到终端设备模块的通信请求后，通知终端设备模块关于通信建立的信息；同时与5g vonr通信模块协调通信资源分配，建立通信资源连接；

25、量子密钥分发模块，在通信资源建立后，接收终端设备的密钥生成请求，生成并分发量子密钥；

26、加密/解密模块，使用量子密钥对预处理后的音视频数据进行加密和解密，接收终端设备的原始音视频数据和量子密钥分发模块提供的量子密钥，进行数据加密；加密后的音视频数据通过5g vonr通信模块传输到接收端设备，接收端设备接收到加密后的音视频数据后，使用相同的量子密钥进行解密，得到恢复后的音视频数据；

27、5g vonr通信模块，负责音视频数据传输，接收加密后的音视频数据和ims信令处理模块的通信资源分配指令。

28、本发明的技术方案的有益效果是：

29、通过自适应延迟优化算法，动态调整每一跳的转发策略，减少整体信令消息转发延迟，提高信令处理效率，保障实时通信的质量。通过基于熵的路径优化算法，计算路径的不确定性，选择信息熵最低的路径，确保路径选择的准确性和稳定性，优化路由效率。基于最大流算法动态分配网络资源，实时反馈资源分配结果，确保通信连接的无缝建立和持续稳定。通过动态调整测量基和纠错机制，减少量子态测量中的误差，显著降低了量子密钥分发过程中的误码率，提高了密钥生成的可靠性。综上，实现了高效、可靠的量子加密可信音视频通信，有效提升了通信的安全性和稳定性，满足了在5g vonr与ims数据通道中的应用需求。

技术特征：

1.基于5g vonr与ims数据通道的量子加密可信音视频通信方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.如权利要求1所述的基于5g vonr与ims数据通道的量子加密可信音视频通信方法，其特征在于，所述s1，具体包括：

3.如权利要求2所述的基于5g vonr与ims数据通道的量子加密可信音视频通信方法，其特征在于，所述s1，具体包括：

4.如权利要求1所述的基于5g vonr与ims数据通道的量子加密可信音视频通信方法，其特征在于，所述s1，具体包括：

5.如权利要求4所述的基于5g vonr与ims数据通道的量子加密可信音视频通信方法，其特征在于，所述s1，具体包括：

6.如权利要求1所述的基于5g vonr与ims数据通道的量子加密可信音视频通信方法，其特征在于，所述s2，具体包括：

7.如权利要求6所述的基于5g vonr与ims数据通道的量子加密可信音视频通信方法，其特征在于，所述s2，具体包括：

8.如权利要求7所述的基于5g vonr与ims数据通道的量子加密可信音视频通信方法，其特征在于，所述s2，具体包括：

9.基于5g vonr与ims数据通道的量子加密可信音视频通信系统，应用于如权利要求1所述的基于5g vonr与ims数据通道的量子加密可信音视频通信方法，其特征在于，该系统包括以下部分：

技术总结本发明涉及数据传输领域，尤其涉及基于5G VoNR与IMS数据通道的量子加密可信音视频通信系统及其通信方法。内容包括：采集并预处理原始音频视频数据，在预处理结束后发送通信请求，对通信请求进行解析处理，得到解析结果；根据通信请求和解析结果，转发并处理信令，得到处理后的信令消息和路由信息，进行信令交互，获取通信资源并建立连接；在通信资源连接后，生成量子密钥，并对预处理后的音频视频数据进行加密处理；对加密后的音频视频数据进行传输，到达接收端后进行解密处理，得到恢复后的音视频数据。解决了在基于5G VoNR与IMS数据通道的量子加密可信音视频通信过程中，可靠性以及效率较低的技术问题。技术研发人员：樊金礽,唐一星,王雷鸣,王增林,管权受保护的技术使用者：南京数脉动力信息技术有限公司技术研发日：技术公布日：2024/7/23