基于MDP模型决策安全策略的软件定义量子保密网络

发布时间：2021-01-03 05:43

　　为了提升量子保密网络对数据流量的适应匹配能力以及提升网络服务质量（QoS）和用户体验,提出基于马尔科夫决策过程（MDP）安全策略的软件定义量子保密网络（SDQSN）。SDQSN可根据网络流量变化自适应地选择不同的量子密钥管理策略,通过对量子链路的实时监测,基于MDP计算网络收益,决策系统的安全策略,让系统在量子加密和经典加密的安全策略间进行灵活切换,在维护网络安全的同时保证网络的QoS收益。仿真结果表明:SDQSN比传统量子保密网络更具灵活性和动态可调性,能够有效保证网络的全局收益,提升用户体验。 

【文章来源】：光通信技术. 2020年09期 北大核心

【文章页数】：6 页

【部分图文】：

SDQSN分层模型

由于SDN中存在各节点间的信息交换，当SDQSN使用QKD策略进行安全通信时，可采用逐跳加密策略，该策略采用一次一密的加密算法，在理论上能够充分保证信息的安全传输。逐跳加密示意图如图2所示，其加密过程如下：相邻节点间共享量子密钥，节点R1将明文M直接与密钥K1进行异或运算并发送至节点R2，节点R2运用与节点R1共享的密钥K1和与节点R3共享的密钥K2对密文M进行异或运算操作得到M⊕K2发送给节点R3，节点R3进行同理操作得到M⊕K3发送至节点R4，节点R4运用密钥K3与节点R3发过来的密文进行异或运算解密，最终得到节点R1发送的明文M。同理可推N节点间的加密过程。2 基于MDP的安全策略切换方法

为了使SDQSN具有更高的安全级别，本算法模型定义量子密钥安全策略用于安全通信的优先级大于量子密钥仅用于更新经典对称密钥的优先级，将2种密钥管理策略的执行情况用图3所示的状态转移图表示。假设系统中2种量子密钥管理策略的执行和离去都服从Poisson分布，且每条链路每次只能执行一种密钥管理策略，即同一时刻相同两节点间通过量子纠缠产生的量子密钥只能用于该链路上数据的安全通信或是对经典对称密钥的更新。

【参考文献】：
期刊论文
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本文编号：2954431