1.一种半量子双向身份认证方法,其特征在于,适用于智能电网的控制中心;所述智能电网包括:控制中心和邻里网关;所述控制中心为量子服务平台;所述邻里网关为半量子服务平台;所述半量子双向身份认证方法,包括:获取共享密钥;其中,所述共享密钥由所述控制中心和所述邻里网关共享;根据所述共享密钥,生成第一量子序列;随机生成第二量子序列,并根据第一身份信息对所述第二量子序列进行编码,得到第三量子序列;其中,所述第一身份信息由所述控制中心随机生成;根据所述共享密钥,对所述第一量子序列、所述第二量子序列和所述第三量子序列进行排序,得到第四量子序列;将所述第四量子序列发送至所述邻里网关,以使所述邻里网关根据所述共享密钥,将所述第四量子序列恢复为第五量子序列、第六量子序列和第七量子序列,根据所述共享密钥,测量所述第五量子序列,生成第八量子序列,并将所述第八量子序列发送至所述控制中心;其中,所述第五量子序列与所述第一量子序列对应,所述第六量子序列和所述第二量子序列对应,所述第七量子序列和所述第三量子序列对应;根据所述共享密钥,通过Z基测量得到所述第八量子序列得到第九量子序列,通过X基测量所述第八量子序列得到第十量子序列;根据所述第九量子序列和所述第十量子序列,判断所述控制中心与所述邻里网关之间的信道是否安全;若所述信道安全,则将所述第九量子序列发送至所述邻里网关,以使所述邻里网关根据所述第九量子序列,对所述控制中心进行认证,若成功认证了所述控制中心,则根据所述第六量子序列和所述第七量子序列,生成第二身份信息,并将所述第二身份信息发送至所述控制中心;判断所述第一身份信息和所述第二身份信息是否相同,若是,则成功认证所述邻里网关。
2.如权利要求1所述的半量子双向身份认证方法,其特征在于,所述智能电网还包括:量子密钥分发设备和密钥管理系统;所述邻里网关向所述量子密钥分发设备发送密钥共享请求;所述量子密钥分发设备在收到所述密钥共享请求后,向所述密钥管理系统发送密钥派发请求;所述密钥管理系统在收到所述密钥派发请求后,将共享密钥发送至所述量子密钥分发设备;所述量子密钥分发设备,将所述共享密钥发送至所述控制中心和所述邻里网关。
3.如权利要求1所述的半量子双向身份认证方法,其特征在于,所述共享密钥为密钥序列 , ;所述根据所述共享密钥,生成第一量子序列,包括:根据所述共享密钥 ,生成单量子态序列 ,作为所述第一量子序列;其中,所述单量子态序列的生成规则为: ;所述随机生成第二量子序列,并根据第一身份信息对所述第二量子序列进行编码,得到第三量子序列,包括:随机生成Z基量子态序列 , ;根据所述第一身份信息 ,对所述第二量子序列 进行编码,得到第三量子序列 ;其中,编码规则为:如果 ,则 不变,如果 ,则 发生翻转。
4.如权利要求3所述的半量子双向身份认证方法,其特征在于,所述根据所述共享密钥,对所述第一量子序列、所述第二量子序列和所述第三量子序列进行排序,得到第四量子序列,包括:针对所述共享密钥序列 中的每一个经典比特 ,判断 是否为00或01,若是,则将 插入 之后, 插入 之前,若否,则将 插入 之前, 插入 之后,得到 对应排序结果;根据所有 的排序结果,生成第四量子序列 。
5.如权利要求4所述的半量子双向身份认证方法,其特征在于,所述根据所述共享密钥,将所述第四量子序列恢复为第五量子序列、第六量子序列和第七量子序列,所述根据所述共享密钥,测量所述第五量子序列,生成第八量子序列,包括:根据所述共享密钥序列 ,将所述第四量子序列 恢复为第五量子序列 、第六量子序列 和第七量子序列 ;针对所述共享密钥序列 中的每一个经典比特 ,判断 是否为00或01,若是,则通过Z基测量所述第五量子序列 的粒子 ,得到Z基测量结果 ,若否,则不对第五量子序列的粒子 作任何处理,将 作为测量结果;根据所有 的测量结果,生成所述第八量子序列 。
6.如权利要求5所述的半量子双向身份认证方法,其特征在于,所述根据所述共享密钥,通过Z基测量得到所述第八量子序列得到第九量子序列,通过X基测量所述第八量子序列第十量子序列,包括:针对所述共享密钥序列 中的每一个经典比特 ,判断 是否为00或01,若是,则通过Z基测量所述第八量子序列 的粒子 ,得到第九量子序列 ,若否,则通过X基测量所述第八量子序列 的粒子 ,得到第十量子序列 。
7.如权利要求6所述的半量子双向身份认证方法,其特征在于,所述根据所述第九量子序列和所述第十量子序列,判断所述控制中心与所述邻里网关之间的信道是否安全,包括:在所述第九量子序列中的每一个粒子均为 或 ,且所述第十量子序列中的每一个粒子均为 或 时,判断所述控制中心与所述邻里网关之间的信道是安全的;在所述第九量子序列中的每一个粒子不是均为 或 ,或所述第十量子序列中的每一个粒子不是均为 或 时,判断所述控制中心与所述邻里网关之间的信道是不安全的。
8.如权利要求7所述的半量子双向身份认证方法,其特征在于,所述根据所述第九量子序列,对所述控制中心进行认证,包括:判断所述Z基测量结果 和所述九量子序列 是否相等,若是,则对所述控制中心认证成功,若否,则对所述控制中心认证失败;所述根据所述第六量子序列和所述第七量子序列,生成第二身份信息,包括:根据所述共享密钥,通过Z基测量所述第六量子序列 ,生成第十一量子序列 ;根据所述共享密钥,通过Z基测量所述第七量子序列 ,生成第十二量子序列 ;针对所述第十一量子序列 中的每一个粒子 ,若所述第十一量子序列中的粒子与对应的第十二量子序列中的粒子 相等,则确定所述第十一量子序列中的粒子对应的第二身份信息粒子 为0,若所述第十一量子序列中的粒子的反转与对应的第十二量子序列中的粒子 相等,则确定所述第十一量子序列中的粒子对应的第二身份信息粒子 为1;根据所有第十一量子序列中的粒子对应的第二身份信息粒子,生成第二身份信息 。
9.如权利要求8所述的半量子双向身份认证方法,其特征在于,在成功认证所述邻里网关之后,还包括:获取第一待传输数据;对所述第三量子序列进行经典编码操作,得到第一经典序列;将所述第一待传输数据与所述第一经典序列进行异或,得到第一传输数据;将所述传输数据发送至所述邻里网关,以使所述邻里网关将所述第一传输与第二经典序列进行异或,得到所述第一待传输数据,完成所述控制中心到所述邻里网关的数据传输;其中,所述第二经典序列由邻里网关对所述第十二量子序列 进行经典编码操作得到;所述经典编码操作为:当序列的粒子为 时,将该粒子编码为0,当序列的粒子为 时,将该粒子编码为1。
10.如权利要求1所述的半量子双向身份认证方法,其特征在于,在成功认证所述邻里网关之后,还包括:获取来自所述邻里网关的第二传输数据;将所述第二传输数据与所述第一经典序列进行异或,得到第二待传输数据,完成所述邻里网关到所述控制中心的数据传输;其中,所述第二待传输数据为所述邻里网关原始的待传输数据。