【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及信息通信，尤其涉及一种量子密钥分发网络中负载均衡的分布式路由方法及系统。
技术介绍
1、信息安全一直是现代社会中至关重要的议题，特别是在数字化时代，我们对信息的保护变得愈发重要。传统的加密方法依赖于复杂的数学算法，其安全性基于数学难题的困难性。然而随着计算机算力的增长和量子计算的发展，这些传统加密方法可能面临着被破解的风险。为了应对日益增长的安全威胁，量子密钥分发（quantum key distribution，qkd）技术应运而生，该技术可以实现无条件安全的量子密钥分发，从而有效地抵御量子计算攻击和传统计算攻击。
2、随着qkd技术的不断发展，为了实现更大规模、更远距离的量子密钥分发，qkd网络应运而生。基于qkd网络，通信双方可以通过可信中继的方式，利用多个中继节点的逐跳转发实现任意网络节点之间的密钥分发，但是随着qkd网络规模的扩大，中继节点的数量和密钥分发路径的复杂性也会增加，qkd网络的路由问题成为一个重要的挑战。现有的路由算法主要分为两类：一类是集中式路由算法，利用集中控制器接收各节点的上报信息，并利用该信息计算和下发路由表。但由于路由计算和决策都依靠集中控制器，一旦集中控制器发生故障，整个网络的路由功能将受到影响。此外随着qkd网络的规模扩大，集中式路由将成为性能瓶颈且不利于进一步扩展；另一类是分布式路由算法，其可以在每一个节点上独立进行路由决策，大大提高了网络路由的效率和可靠性，但是现有的qkd网络不同链路密钥产生速率差异较大，已有分布式路由算法只考虑选择网络中的最短路径进行路由转发，
技术实现思路
1、本专利技术的目的是提供一种量子密钥分发网络中负载均衡的分布式路由方法及系统，该方法及系统可以实现高带宽加密应用需求情况下的负载均衡，避免单一路径上密钥资源的耗尽；同时提升了路由信息的准确性，降低了报文广播的开销，从而提高了qkd网络的效率和可靠性。
2、本专利技术的目的是通过以下技术方案实现的：
3、一种量子密钥分发网络中负载均衡的分布式路由方法，所述方法包括：
4、步骤1、当量子密钥分发网络qkd设备节点a接入量子密钥分发网络后，执行邻居发现机制，启动与邻居节点间的量子密钥协商过程，之后节点a与节点b协商关于链路的路由通告主节点，并由链路的路由通告主节点设置初始路由状态通告时间；
5、步骤2、当用户向量子密钥分发网络发送密钥请求，触发端到端量子密钥分发过程且密钥请求的路由经过链路时，节点a与节点b之间共享的量子密钥会被消耗，在量子密钥消耗之后，链路的路由通告主节点更新路由状态通告时间；
6、步骤3、当到达路由状态通告时间后，链路的路由通告主节点检查节点a和节点b当前共享的量子密钥量，并向网络中广播链路的量子密钥量更新报文，之后更新路由状态通告时间；
7、步骤4、当量子密钥分发网络中的节点c收到来自链路的路由通告主节点广播的量子密钥量更新报文后，本地计算目的节点分别为节点a和节点b的最短可用路径集合，以及所述最短可用路径集合中每条路径的最小量子密钥量，并根据计算结果更新本地路由表和转发表；
8、步骤5、当节点c需要对用户的密钥请求进行路由转发时，查询步骤4更新后的本地路由表和转发表，获取最短可用路径集合及对应路径的最小量子密钥量，之后节点c进行负载均衡转发，按照所述最短可用路径集合中不同路径对应的最小量子密钥量将分组加密转发到对应端口；
9、步骤6、当链路出现故障，无法继续提供服务时，链路的路由通告主节点将通过经典信道向网络中广播关于链路的错误报文；当节点c收到网络中关于链路的错误报文后，删除本地存储的关于节点a和节点b的相关拓扑信息和链路的量子密钥量信息，重新计算路由并更新本地路由表和转发表。
10、由上述本专利技术提供的技术方案可以看出，上述方法及系统可以实现高带宽加密应用需求情况下的负载均衡，避免单一路径上密钥资源的耗尽；同时提升了路由信息的准确性，降低了报文广播的开销，从而提高了qkd网络的效率和可靠性。
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1.一种量子密钥分发网络中负载均衡的分布式路由方法，其特征在于，所述方法包括：
2.根据权利要求1所述量子密钥分发网络中负载均衡的分布式路由方法，其特征在于，在所述步骤1中，当量子密钥分发网络QKD设备节点A接入量子密钥分发网络后，执行邻居发现机制，启动与邻居节点间的量子密钥协商过程，具体过程为：
3.根据权利要求1所述量子密钥分发网络中负载均衡的分布式路由方法，其特征在于，在所述步骤1中，节点A与节点B协商关于链路的路由通告主节点，并由链路的路由通告主节点设置初始路由状态通告时间，具体过程为：
4.根据权利要求1所述量子密钥分发网络中负载均衡的分布式路由方法，其特征在于，所述步骤2的过程具体为：
5.根据权利要求1所述量子密钥分发网络中负载均衡的分布式路由方法，其特征在于，所述步骤3的具体过程为：
6.根据权利要求1所述量子密钥分发网络中负载均衡的分布式路由方法，其特征在于，所述步骤4中，最短可用路径是指从源节点出发到达目的节点的跳数最少的路径，并且该路径上经过的所有链路的最小量子密钥量大于0；
7.根据权
8.根据权利要求1所述量子密钥分发网络中负载均衡的分布式路由方法，其特征在于，所述步骤5的具体过程为：
9.根据权利要求1所述量子密钥分发网络中负载均衡的分布式路由方法，其特征在于，在所述步骤6中，当节点C收到链路的错误报文后，将删除本地关于节点A和节点B的相关拓扑以及链路的量子密钥量信息；其中，错误报文包含节点信息以及对应发生故障的量子通信链路信息；
10.一种量子密钥分发网络中负载均衡的分布式路由系统，其特征在于，所述系统包括：
...【技术特征摘要】
1.一种量子密钥分发网络中负载均衡的分布式路由方法，其特征在于，所述方法包括：
2.根据权利要求1所述量子密钥分发网络中负载均衡的分布式路由方法，其特征在于，在所述步骤1中，当量子密钥分发网络qkd设备节点a接入量子密钥分发网络后，执行邻居发现机制，启动与邻居节点间的量子密钥协商过程，具体过程为：
3.根据权利要求1所述量子密钥分发网络中负载均衡的分布式路由方法，其特征在于，在所述步骤1中，节点a与节点b协商关于链路的路由通告主节点，并由链路的路由通告主节点设置初始路由状态通告时间，具体过程为：
4.根据权利要求1所述量子密钥分发网络中负载均衡的分布式路由方法，其特征在于，所述步骤2的过程具体为：
5.根据权利要求1所述量子密钥分发网络中负载均衡的分布式路由方法，其特征在于，所述步骤3的具体过程为：
6.根据权...
【专利技术属性】
技术研发人员：李健，郑鹏，薛开平，李忠辉，俞能海，孙启彬，陆军，
申请(专利权)人：中国科学技术大学，
类型：发明
国别省市：
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