[发明专利]一种基于计算关联成像的网络密钥分发方法及系统

权利要求书

1.一种基于计算关联成像的网络密钥分发方法，所述方法包含：

步骤101）服务器向合法用户发送光强信息；

步骤102）根据合法用户通过接收来自服务器的光强信息，采用计算关联成像的方法获得图像，然后根据像素的灰度值提取密钥，获得合法用户间的通信密钥。

2.根据权利要求1所述的基于计算关联成像的网络密钥分发方法，其特征在于，所述步骤101）进一步包含：

步骤101-1）合法用户使用一部分初始密钥验证服务器身份，所述初始密钥由服务器预先分发给合法用户的密钥序列，或服务器与合法用户之间同步产生的密钥序列；

步骤101-2）服务器利用n个初始密钥获得n个光强信息I_i，然后将这n个光强信息通过公共信道发送给合法用户；

其中，n的具体取值根据控制矩阵的大小及DMD像素进行设定，i的取值范围为1到n；所述“一部分初始密钥”和“n个初始密钥”均取自于之前服务器预先分发给合法用户的密钥序列，或服务器与合法用户之间同步产生的密钥序列。

3.根据权利要求2所述的基于计算关联成像的网络密钥分发方法，其特征在于，所述步骤101-1）将需成像的物的信息作为水印隐藏在每个光强I_i中，最终由合法用户用来核查服务器的身份。

4.根据权利要求2所述的基于计算关联成像的网络密钥分发方法，其特征在于，所述步骤101-2）采用如下方法根据n个初始密钥中的第i个密钥获得n个光强中的第i个光强信息I_i：

由卤钨灯发出的热光作为光源，并由光阑限制热光光源发出的光束的直径，透镜L1将经过光阑限制后的光束准直到数字微镜装置的微镜面上；

数字微镜装置根据与初始密钥对应的控制矩阵反射入射到它的每个微镜面上的光，假定每一个初始密钥对应一个随机控制矩阵{M_i}；

透镜L2将数字微镜装置反射的散斑图样成像到它的物平面上，透镜L3收集透过所述物的光，并由桶探测器D1探测由透镜L3会聚的透过物的光强信息I_i，得到n个光强信息中的第i个光强信息I_i。

5.根据权利要求2所述的基于计算关联成像的网络密钥分发方法，其特征在于，所述步骤102）进一步包含：

步骤102-1）合法用户接收来自服务器的n个光强信息I_i,然后利用与服务器相同的n个初始密钥和n个光强信息I_i通过关联计算获得图像信息；

步骤102-2）合法用户提取图像中的每个像素的灰度值，然后根据灰度值的某一位的奇偶性生成一个二进制数0或者1，最终得到由一个二进制的比特序列组成的本轮密钥，且该本轮密钥分发过程产生的密钥经过保密放大后，其中一部分作为以后与服务器交互时用于生成初始密钥的源，而剩余部分作为合法用户之间的通信密钥序列；

步骤102-3）重复循环执行步骤101）、步骤102-1）和步骤102-2），用于合法用户之间循环不断的产生通信密钥序列及之后各轮循环的初始密钥。

6.一种基于计算关联成像的网络密钥分发系统，所述系统包含：

服务器，用于依据n个初始密钥获得n个光强信息，并通过公共信道向合法用户发送获得的所有的光强信息；

位于合法用户上的密钥生成模块，用于根据来自服务器的光强信息，采用计算关联成像的方法获得图像，然后根据像素的灰度值提取密钥，获得合法用户间的通信密钥。

7.根据权利要求6所述的基于计算关联成像的网络密钥分发系统，其特征在于，所述服务器进一步包含：

初始密钥生成分发模块，用于在第一轮密钥生成过程中分发给合法用户初始密钥，且以后每轮该模块与合法用户同步生成相同的初始密钥，且所述第一轮的分发方式包含：人工分发或者采用量子密钥分发；且当若采用人工分发时所述初始密钥由服务器自己生成，如果是采用量子密钥分发的方法，则是合法用户与服务器之间建立量子信道通过分发协议共同确定初始密钥；

光强信息生成模块，用于利用初始密钥生成分发模块分发的初始密钥生成n个光强信息；和

发送模块，用于将生成的n个光强信息利用公共信道发送至合法用户。