CN117527208A - 一种低压台区量子加密通信技术应用方法及装置 - Google Patents

一种低压台区量子加密通信技术应用方法及装置 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种低压台区量子加密通信技术应用方法及装置，采用量子加密芯片实现低压台区的量子化改造，针对低压台区端设备数量众多、计算力普遍低下的实际特点，设计在边设备侧集成量子密钥APP，以实现边/端设备的认证、密钥分发及管理、加密的交互方案，使得在端设备侧仅植入主控程序，即可实现端设备侧密钥获取及量子加/解密，提高了低压台区边‑端设备通信的安全性；在量子加密的过程中，提高了密钥的隐蔽性，进一步提高数据加密的安全性；以量子密钥和非量子密钥结合的方式对数据进行加密，在确保安全性的基础上，降低了边设备侧及量子安全服务平台侧的负载。

Description

一种低压台区量子加密通信技术应用方法及装置
技术领域
本发明属于低压台区领域，具体涉及台区的通信加密。
背景技术
随着新型电力***的建设发展，低压台区场景越来越多样化、复杂化，电网对低压台区的建设要求从可观、可测逐步向可观、可测、可调、可控的管理方向延伸。当前低压台区“边-端”设备点多面广，常规通信基于HPLC/RF-MESH网络，但“边-端”设备之间的通信无任何加密，调节控制命令的安全性存在隐患。
为解决上述问题，亟需建设低压台区通信的安全体系，填补“边-端”层的通信加密空白，保障“边-端”设备之间数据的传输安全(融合终端TTU至端侧的塑壳、微断、光伏并网等设备，如：在微断设备上，采用内嵌的方式加装量子芯片，实现量子芯片与微断设备深度融合)，实现”边-端”侧的量子加密传输，同时满足主站对低压台区“边-端”侧的调节控制功能，提高配电自动化安全防护等级，以此形成量子加密技术在低压配电台区侧的有效应用，满足精细化及智能化管理水平要求，保证电网供电质量，满足经济发展的需求。
发明内容
本发明针对低压台区“边-端”层通信安全性不高的问题，提供一种低压台区量子加密通信技术应用装置。包括主站、低压台区和量子安全服务平台，所述低压台区包括边设备和多个端设备，所述边设备为智能融合终端TTU，端设备包括塑壳断路器、微型断路器、光伏并网设备中的一种或多种；边设备定时读取端设备的遥信遥测数据上传到主站，并且接收主站的命令对端设备进行遥控；
边设备，包括4G模组、主控板和边量子模块，所述主控板包括主控APP和量子密钥APP，所述边量子模块包括ARM模块、量子加密芯片和头端本地通讯模块；所述4G模组用于与主站和量子安全服务平台通信，所述头端本地通讯模块用于与端设备通信；
端设备，包括主控板和端量子模块，所述主控板包括主控程序，所述端量子模块包括ARM模块、量子加密芯片和尾端本地通讯模块；所述尾端本地通讯模块用于与边设备通信；
边设备和端设备的量子加密芯片在出厂时预先设置初始密钥；
设备开始运行后，边量子模块通过量子密钥APP向量子安全服务平台进行认证得到边量子证书TOKEN；边量子模块通知端量子模块启动认证，端量子模块通过边量子模块转发至量子密钥APP向量子安全服务平台进行认证得到端量子模块证书TOKEN；所述认证基于边、端量子加密芯片种的初始密钥进行；
当端量子模块具备证书之后，端量子模块通过边量子模块的量子密钥APP向量子安全服务平台发送量子会话密钥申请请求，所述量子会话密钥申请请求包括端量子证书TOKEN；量子安全服务平台接收所述量子会话密钥申请请求，对所述端量子证书TOKEN进行认证，若认证成功，则生成第一量子会话密钥，将所述第一量子会话密钥发送量子密钥APP，由量子密钥APP发送至端量子模块；所述第一量子会话密钥过期后，重新申请第二量子会话密钥；
当端量子模块获得第一量子会话密钥之后，边量子模块向量子安全服务平台发送量子会话密钥申请请求，所述量子会话密钥申请请求包括边量子证书TOKEN；量子安全服务平台接收所述量子会话密钥申请请求，对所述边量子证书TOKEN进行认证，若认证成功，则将与端量子模块对应的所述第一量子会话密钥发送至边量子模块；所述第一量子会话密钥过期后，重新申请第二量子会话密钥；
边设备与端设备使用量子会话密钥对交互的数据报文载荷进行量子加密。
通过采用量子加密芯片实现低压台区的量子化改造，针对低压台区端设备数量众多、计算力普遍低下的实际特点，设计在边设备侧集成量子密钥APP，以实现边/端设备的密钥分发及管理的交互方案，使得在端设备侧仅植入主控程序，即可实现端设备侧密钥获取及量子加/解密，实现与边设备侧的安全通信。
优选的，所述第一量子会话密钥和第二量子会话密钥为量子会话密钥集，量子会话密钥集包括多个量子会话密钥；
所述边设备与端设备使用量子会话密钥对交互的数据报文载荷进行量子加密包括：从量子会话密钥集中随机选取量子会话密钥，对交互数据进行加密。
优选的，所述边设备与端设备使用量子会话密钥对交互的数据报文载荷进行量子加密包括：从量子会话密钥集中随机选取多个量子会话密钥，对交互数据进行加密。
优选的，边/端量子模块对交互数据S进行划分，划分为n段{S1,S2,…,Sn}，n为大于1的整数；从量子会话密钥集中获取n个不同的量子会话密钥{K1,K2,…,Kn}，第一/第二量子会话密钥集中密钥的数量均大于n；采用所述n个量子会话密钥对所述n段交互数据进行加密，形成加密后的交互数据；将所述加密后的交互数据发送至端/边量子模块。
优选的，所述采用所述n个量子会话密钥对所述n段交互数据进行加密包括：采用量子会话密钥K1对数据段S1加密，得到加密后的数据根据加密后的数据/>与量子会话密钥K2计算得到密钥/>采用/>对数据段S2加密，得到加密后的数据/>根据/>与K3计算得到密钥/>采用/>对数据段S3加密，得到加密后的数据/>以此类推，根据与Kn计算得到密钥/>采用/>对数据段Sn加密，得到加密后的数据/>根据/>得到加密后的交互数据；
其中，数据加密密钥其中，/> δ()为密钥依赖函数；
优选的，在对交互数据进行加密前，边、端设备协商加密算法，所述协商加密算法包括协商加密算法集，所述加密算法集包括多个加密算法；从所述加密算法集中随机选取n个加密算法，采用所述n个加密算法对所述n段交互数据进行加密，增强加密算法的随机性；周期性更新所述加密算法集。采用多个、随机的加密算法对交互数据进行加密，提高了数据的安全性。
在低压台区场景，端设备往往数量大，在加密的过程中，为确保安全性，往往“一次一密”，会话密钥动态更新，这将导致边设备、量子安全服务平台频繁、大量的交互，以进行密钥分配，边设备及量子安全服务平台负载压力大。
为解决上述问题，优选的，边/端设备从量子会话密钥集中获取a个不同的量子会话密钥，a为大于等于1的整数且小于n；获取n-a个传统密钥，所述传统密钥为非量子密钥；采用所述a个量子会话密钥和n-a个传统密钥对所述n段交互数据进行加密；以量子密钥和非量子密钥结合的方式对数据进行加密，在确保安全性的基础上，降低了边设备侧及量子安全服务平台侧的负载。
优选的，所述获取n-a个传统密钥包括：边设备生成传统密钥，并发送至端设备，或以其他现有的方式获取传统密钥；
优选的，实时获取接入边设备的端设备数量，根据当前接入边设备的端设备的数量评估当前边设备的负载情况；根据当前边设备的负载情况确定a，当前边设备的负载越大，a越小，当前边设备的负载越小，a越大。
还提供了一种低压台区量子加密通信技术应用方法，包括：
主站、低压台区和量子安全服务平台，所述低压台区包括边设备和多个端设备，所述边设备为智能融合终端TTU，端设备包括塑壳断路器、微型断路器、光伏并网设备中的一种或多种；边设备定时读取端设备的遥信遥测数据上传到主站，并且接收主站的命令对端设备进行遥控；
边设备，包括4G模组、主控板和边量子模块，所述主控板包括主控APP和量子密钥APP，所述边量子模块包括ARM模块、量子加密芯片和头端本地通讯模块；所述4G模组用于与主站和量子安全服务平台通信，所述头端本地通讯模块用于与端设备通信；
端设备，包括主控板和端量子模块，所述主控板包括主控程序，所述端量子模块包括ARM模块、量子加密芯片和尾端本地通讯模块；所述尾端本地通讯模块用于与边设备通信；
S0、边设备和端设备的量子加密芯片在出厂时预先设置初始密钥；
S1、设备开始运行后，边量子模块通过量子密钥APP向量子安全服务平台进行认证得到边量子证书TOKEN；边量子模块通知端量子模块启动认证，端量子模块通过边量子模块转发至量子密钥APP向量子安全服务平台进行认证得到端量子模块证书TOKEN；所述认证基于边、端量子加密芯片种的初始密钥进行；
S2、当端量子模块具备证书之后，端量子模块通过边量子模块的量子密钥APP向量子安全服务平台发送量子会话密钥申请请求，所述量子会话密钥申请请求包括端量子证书TOKEN；量子安全服务平台接收所述量子会话密钥申请请求，对所述端量子证书TOKEN进行认证，若认证成功，则生成第一量子会话密钥，将所述第一量子会话密钥发送量子密钥APP，由量子密钥APP发送至端量子模块；所述第一量子会话密钥过期后，重新申请第二量子会话密钥；
S3、当端量子模块获得第一量子会话密钥之后，边量子模块向量子安全服务平台发送量子会话密钥申请请求，所述量子会话密钥申请请求包括边量子证书TOKEN；量子安全服务平台接收所述量子会话密钥申请请求，对所述边量子证书TOKEN进行认证，若认证成功，则将与端量子模块对应的所述第一量子会话密钥发送至边量子模块；所述第一量子会话密钥过期后，重新申请第二量子会话密钥；
S4、边设备与端设备使用量子会话密钥对交互的数据报文载荷进行量子加密。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
(1)采用量子加密芯片实现低压台区的量子化改造，针对低压台区端设备数量众多、计算力普遍低下的实际特点，设计在边设备侧集成量子密钥APP，以实现边/端设备的认证、密钥分发及管理、加密的交互方案，使得在端设备侧仅植入主控程序，即可实现端设备侧密钥获取及量子加/解密，提高了低压台区边-端设备通信的安全性；
(2)对交互数据S进行划分{S1,S2,…,Sn}；从量子会话密钥集中获取n个不同的量子会话密钥{K1,K2,…,Kn}；采用量子会话密钥K1对数据段S1加密，得到加密后的数据根据加密后的数据/>与量子会话密钥K2计算得到密钥/>采用/>对数据段S2加密，得到加密后的数据/>根据/>与K3计算得到密钥/>采用/>对数据段S3加密，得到加密后的数据以此类推，根据/>与Kn计算得到密钥/>采用/>对数据段Sn加密，得到加密后的数据/>根据/>得到加密后的交互数据；提高密钥的隐蔽性，提高数据加密的安全性；
(3)边/端设备从量子会话密钥集中获取a个不同的量子会话密钥，a为大于等于1的整数且小于n；获取n-a个传统密钥，所述传统密钥为非量子密钥；采用所述a个量子会话密钥和n-a个传统密钥对所述n段交互数据进行加密；以量子密钥和非量子密钥结合的方式对数据进行加密，在确保安全性的基础上，降低了边设备侧及量子安全服务平台侧的负载。
附图说明
图1为本发明的边-端量子加密***架构图；
图2为本发明边-端通信传输内容量子加密流程图；
图3为本发明边量子设备硬件架构图；
图4为本发明端量子设备硬件架构图；
图5为本发明中边-端量子模块密钥申请数据拓扑图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
第一实施例：
图1为本发明的边-端量子加密***架构图；
图2为本发明边-端通信传输内容量子加密流程图。
本发明提供了一种低压台区量子加密通信技术应用装置。包括主站、低压台区和量子安全服务平台，所述低压台区包括边设备和多个端设备，所述边设备为智能融合终端TTU，端设备包括塑壳断路器、微型断路器、光伏并网设备中的一种或多种；边设备定时读取端设备的遥信遥测数据上传到主站，并且接收主站的命令对端设备进行遥控；
如图3所示，边设备，包括4G模组、主控板和边量子模块，所述主控板包括主控APP和量子密钥APP，所述边量子模块包括ARM模块、量子加密芯片和头端本地通讯模块；所述4G模组用于与主站和量子安全服务平台通信，所述头端本地通讯模块用于与端设备通信；
如图4所示，端设备，包括主控板和端量子模块，所述主控板包括主控程序，所述端量子模块包括ARM模块、量子加密芯片和尾端本地通讯模块；所述尾端本地通讯模块用于与边设备通信；
边设备和端设备的量子加密芯片在出厂时预先设置初始密钥；
设备开始运行后，边量子模块通过量子密钥APP向量子安全服务平台进行认证得到边量子证书TOKEN；边量子模块通知端量子模块启动认证，端量子模块通过边量子模块转发至量子密钥APP向量子安全服务平台进行认证得到端量子模块证书TOKEN；所述认证基于边、端量子加密芯片种的初始密钥进行；
当端量子模块具备证书之后，端量子模块通过边量子模块的量子密钥APP向量子安全服务平台发送量子会话密钥申请请求，所述量子会话密钥申请请求包括端量子证书TOKEN；量子安全服务平台接收所述量子会话密钥申请请求，对所述端量子证书TOKEN进行认证，若认证成功，则生成第一量子会话密钥，将所述第一量子会话密钥发送量子密钥APP，由量子密钥APP发送至端量子模块；所述第一量子会话密钥过期后，重新申请第二量子会话密钥；
当端量子模块获得第一量子会话密钥之后，边量子模块向量子安全服务平台发送量子会话密钥申请请求，所述量子会话密钥申请请求包括边量子证书TOKEN；量子安全服务平台接收所述量子会话密钥申请请求，对所述边量子证书TOKEN进行认证，若认证成功，则将与端量子模块对应的所述第一量子会话密钥发送至边量子模块；所述第一量子会话密钥过期后，重新申请第二量子会话密钥；
边设备与端设备使用量子会话密钥对交互的数据报文载荷进行量子加密。
通过采用量子加密芯片实现低压台区的量子化改造，针对低压台区端设备数量众多、计算力普遍低下的实际特点，设计在边设备侧集成量子密钥APP，以实现边/端设备的密钥分发及管理的交互方案，使得在端设备侧仅植入主控程序，即可实现端设备侧密钥获取及量子加/解密，实现与边设备侧的安全通信。
第二实施例：
所述第一量子会话密钥和第二量子会话密钥为量子会话密钥集，量子会话密钥集包括多个量子会话密钥；
所述边设备与端设备使用量子会话密钥对交互的数据报文载荷进行量子加密包括：从量子会话密钥集中随机选取量子会话密钥，对交互数据进行加密。
所述边设备与端设备使用量子会话密钥对交互的数据报文载荷进行量子加密包括：从量子会话密钥集中随机选取多个量子会话密钥，对交互数据进行加密。
边/端量子模块对交互数据S进行划分，划分为n段{S1,S2,…,Sn}，n为大于1的整数；从量子会话密钥集中获取n个不同的量子会话密钥{K1,K2,…,Kn}，第一/第二量子会话密钥集中密钥的数量均大于n；采用所述n个量子会话密钥对所述n段交互数据进行加密，形成加密后的交互数据；将所述加密后的交互数据发送至端/边量子模块。
所述采用所述n个量子会话密钥对所述n段交互数据进行加密包括：采用量子会话密钥K1对数据段S1加密，得到加密后的数据根据加密后的数据/>与量子会话密钥K2计算得到密钥/>采用/>对数据段S2加密，得到加密后的数据/>根据/>与K3计算得到密钥采用/>对数据段S3加密，得到加密后的数据/>以此类推，根据/>与Kn计算得到密钥/>采用/>对数据段Sn加密，得到加密后的数据/>根据/>得到加密后的交互数据；
其中，数据加密密钥其中，/> δ()为密钥依赖函数；
在对交互数据进行加密前，边、端设备协商加密算法，所述协商加密算法包括协商加密算法集，所述加密算法集包括多个加密算法；从所述加密算法集中随机选取n个加密算法，采用所述n个加密算法对所述n段交互数据进行加密，增强加密算法的随机性；周期性更新所述加密算法集。采用多个、随机的加密算法对交互数据进行加密，提高了数据的安全性。
第三实施例：
在低压台区场景，端设备往往数量大，在加密的过程中，为确保安全性，往往“一次一密”，会话密钥动态更新，这将导致边设备、量子安全服务平台频繁、大量的交互，以进行密钥分配，边设备及量子安全服务平台负载压力大。
为解决上述问题，优选的，边/端设备从量子会话密钥集中获取a个不同的量子会话密钥，a为大于等于1的整数且小于n；获取n-a个传统密钥，所述传统密钥为非量子密钥；采用所述a个量子会话密钥和n-a个传统密钥对所述n段交互数据进行加密；以量子密钥和非量子密钥结合的方式对数据进行加密，在确保安全性的基础上，降低了边设备侧及量子安全服务平台侧的负载。
优选的，所述获取n-a个传统密钥包括：边设备生成传统密钥，并发送至端设备，或以其他现有的方式获取传统密钥；
优选的，实时获取接入边设备的端设备数量，根据当前接入边设备的端设备的数量评估当前边设备的负载情况；根据当前边设备的负载情况确定a，当前边设备的负载越大，a越小，当前边设备的负载越小，a越大。
第四实施例：
本发明还提供了一种低压台区量子加密通信技术应用方法，包括：
主站、低压台区和量子安全服务平台，所述低压台区包括边设备和多个端设备，所述边设备为智能融合终端TTU，端设备包括塑壳断路器、微型断路器、光伏并网设备中的一种或多种；边设备定时读取端设备的遥信遥测数据上传到主站，并且接收主站的命令对端设备进行遥控；
边设备，包括4G模组、主控板和边量子模块，所述主控板包括主控APP和量子密钥APP，所述边量子模块包括ARM模块、量子加密芯片和头端本地通讯模块；所述4G模组用于与主站和量子安全服务平台通信，所述头端本地通讯模块用于与端设备通信；
端设备，包括主控板和端量子模块，所述主控板包括主控程序，所述端量子模块包括ARM模块、量子加密芯片和尾端本地通讯模块；所述尾端本地通讯模块用于与边设备通信；
S0、边设备和端设备的量子加密芯片在出厂时预先设置初始密钥；
S1、设备开始运行后，边量子模块通过量子密钥APP向量子安全服务平台进行认证得到边量子证书TOKEN；边量子模块通知端量子模块启动认证，端量子模块通过边量子模块转发至量子密钥APP向量子安全服务平台进行认证得到端量子模块证书TOKEN；所述认证基于边、端量子加密芯片种的初始密钥进行；
S2、当端量子模块具备证书之后，端量子模块通过边量子模块的量子密钥APP向量子安全服务平台发送量子会话密钥申请请求，所述量子会话密钥申请请求包括端量子证书TOKEN；量子安全服务平台接收所述量子会话密钥申请请求，对所述端量子证书TOKEN进行认证，若认证成功，则生成第一量子会话密钥，将所述第一量子会话密钥发送量子密钥APP，由量子密钥APP发送至端量子模块；所述第一量子会话密钥过期后，重新申请第二量子会话密钥；
S3、当端量子模块获得第一量子会话密钥之后，边量子模块向量子安全服务平台发送量子会话密钥申请请求，所述量子会话密钥申请请求包括边量子证书TOKEN；量子安全服务平台接收所述量子会话密钥申请请求，对所述边量子证书TOKEN进行认证，若认证成功，则将与端量子模块对应的所述第一量子会话密钥发送至边量子模块；所述第一量子会话密钥过期后，重新申请第二量子会话密钥；
S4、边设备与端设备使用量子会话密钥对交互的数据报文载荷进行量子加密。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不以本发明为限制，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种低压台区量子加密通信技术应用装置，其特征在于：包括主站、低压台区和量子安全服务平台，所述低压台区包括边设备和多个端设备，边设备定时读取端设备的遥信遥测数据上传到主站，并且接收主站的命令对端设备进行遥控；
边设备，包括4G模组、主控板和边量子模块，所述主控板包括主控APP和量子密钥APP，所述边量子模块包括ARM模块、量子加密芯片和头端本地通讯模块；所述4G模组用于与主站和量子安全服务平台通信，所述头端本地通讯模块用于与端设备通信；
端设备，包括主控板和端量子模块，所述主控板包括主控程序，所述端量子模块包括ARM模块、量子加密芯片和尾端本地通讯模块；所述尾端本地通讯模块用于与边设备通信；
设备开始运行后，边量子模块通过量子密钥APP向量子安全服务平台进行认证得到边量子证书TOKEN；边量子模块通知端量子模块启动认证，端量子模块通过边量子模块转发至量子密钥APP向量子安全服务平台进行认证得到端量子模块证书TOKEN；
当端量子模块具备证书之后，端量子模块通过边量子模块的量子密钥APP向量子安全服务平台发送量子会话密钥申请请求，所述量子会话密钥申请请求包括端量子证书TOKEN；量子安全服务平台接收所述量子会话密钥申请请求，对所述端量子证书TOKEN进行认证，若认证成功，则生成第一量子会话密钥，将所述第一量子会话密钥发送量子密钥APP，由量子密钥APP发送至端量子模块；所述第一量子会话密钥过期后，重新申请第二量子会话密钥；
当端量子模块获得第一量子会话密钥之后，边量子模块向量子安全服务平台发送量子会话密钥申请请求，所述量子会话密钥申请请求包括边量子证书TOKEN；量子安全服务平台接收所述量子会话密钥申请请求，对所述边量子证书TOKEN进行认证，若认证成功，则将与端量子模块对应的所述第一量子会话密钥发送至边量子模块；所述第一量子会话密钥过期后，重新申请第二量子会话密钥；
边设备与端设备使用量子会话密钥对交互的数据报文载荷进行量子加密。
2.根据权利要求1所述的低压台区量子加密通信技术应用装置，其特征在于：所述第一量子会话密钥和第二量子会话密钥为量子会话密钥集，量子会话密钥集包括多个量子会话密钥；所述边设备与端设备使用量子会话密钥对交互的数据报文载荷进行量子加密包括：从量子会话密钥集中随机选取多个量子会话密钥，对交互数据进行加密。
3.根据权利要求2所述的低压台区量子加密通信技术应用装置，其特征在于：边/端量子模块对交互数据S进行划分，划分为n段{S1,S2,…,Sn}，n为大于1的整数；从量子会话密钥集中获取n个不同的量子会话密钥{K1,K2,…,Kn}，第一/第二量子会话密钥集中密钥的数量均大于n；采用所述n个量子会话密钥对所述n段交互数据进行加密，形成加密后的交互数据；将所述加密后的交互数据发送至端/边量子模块。
4.根据权利要求3所述的低压台区量子加密通信技术应用装置，其特征在于：所述采用所述n个量子会话密钥对所述n段交互数据进行加密包括：采用量子会话密钥K1对数据段S1加密，得到加密后的数据根据加密后的数据/>与量子会话密钥K2计算得到密钥/>采用对数据段S2加密，得到加密后的数据/>根据/>与K3计算得到密钥/>采用/>对数据段S3加密，得到加密后的数据/>以此类推，根据/>与Kn计算得到密钥/>采用/>对数据段Sn加密，得到加密后的数据/>根据/>得到加密后的交互数据；
其中，数据加密密钥其中，/> δ()为密钥依赖函数。
5.根据权利要求3或4所述的低压台区量子加密通信技术应用装置，其特征在于：在对交互数据进行加密前，边、端设备协商加密算法，所述协商加密算法包括协商加密算法集，所述加密算法集包括多个加密算法；从所述加密算法集中随机选取n个加密算法，采用所述n个加密算法对所述n段交互数据进行加密；周期性更新所述加密算法集。
6.根据权利要求3或4所述的低压台区量子加密通信技术应用装置，其特征在于：边/端设备从量子会话密钥集中获取a个不同的量子会话密钥，a为大于等于1的整数且小于n；获取n-a个传统密钥，所述传统密钥为非量子密钥；采用所述a个量子会话密钥和n-a个传统密钥对所述n段交互数据进行加密。
7.根据权利要求6所述的低压台区量子加密通信技术应用装置，其特征在于：所述获取n-a个传统密钥包括：边设备生成传统密钥，并发送至端设备。
8.根据权利要求7所述的低压台区量子加密通信技术应用装置，其特征在于：实时获取接入边设备的端设备数量，根据当前接入边设备的端设备的数量评估当前边设备的负载情况；根据当前边设备的负载情况确定a，当前边设备的负载越大，a越小，当前边设备的负载越小，a越大。
9.一种低压台区量子加密通信技术应用方法，包括：主站、低压台区和量子安全服务平台，所述低压台区包括边设备和多个端设备；边设备定时读取端设备的遥信遥测数据上传到主站，并且接收主站的命令对端设备进行遥控；
边设备，包括4G模组、主控板和边量子模块，所述主控板包括主控APP和量子密钥APP，所述边量子模块包括ARM模块、量子加密芯片和头端本地通讯模块；所述4G模组用于与主站和量子安全服务平台通信，所述头端本地通讯模块用于与端设备通信；
端设备，包括主控板和端量子模块，所述主控板包括主控程序，所述端量子模块包括ARM模块、量子加密芯片和尾端本地通讯模块；所述尾端本地通讯模块用于与边设备通信；
S1、设备开始运行后，边量子模块通过量子密钥APP向量子安全服务平台进行认证得到边量子证书TOKEN；边量子模块通知端量子模块启动认证，端量子模块通过边量子模块转发至量子密钥APP向量子安全服务平台进行认证得到端量子模块证书TOKEN；
S2、当端量子模块具备证书之后，端量子模块通过边量子模块的量子密钥APP向量子安全服务平台发送量子会话密钥申请请求，所述量子会话密钥申请请求包括端量子证书TOKEN；量子安全服务平台接收所述量子会话密钥申请请求，对所述端量子证书TOKEN进行认证，若认证成功，则生成第一量子会话密钥，将所述第一量子会话密钥发送量子密钥APP，由量子密钥APP发送至端量子模块；所述第一量子会话密钥过期后，重新申请第二量子会话密钥；
S3、当端量子模块获得第一量子会话密钥之后，边量子模块向量子安全服务平台发送量子会话密钥申请请求，所述量子会话密钥申请请求包括边量子证书TOKEN；量子安全服务平台接收所述量子会话密钥申请请求，对所述边量子证书TOKEN进行认证，若认证成功，则将与端量子模块对应的所述第一量子会话密钥发送至边量子模块；所述第一量子会话密钥过期后，重新申请第二量子会话密钥；
S4、边设备与端设备使用量子会话密钥对交互的数据报文载荷进行量子加密。
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