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摘要：为了提高工业互联网环境下密钥管理的安全性与效率，设计了一种基于多熵源协同的密钥管理平台。通过集成多种量子随机数发生器，增强了密钥池的多样性和随机性，从而提升整个系统的安全防护水平。采用动态调节机制，根据密钥池的存储量自动调整从各熵源读取密钥的速度。该平台通过有效管理密钥池，实现了密钥的高效存储与分发。
关键词：量子随机数发生器；数据安全；工业互联网；密钥管理互操作协议
doi：10.12045/j.issn.1007-3043.2026.04.014
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随着第四次工业革命的到来，工业互联网作为新一代信息技术与制造业深度融合的产物，在全球范围内引发了一场深刻的产业变革。它不仅推动了制造业向数字化、网络化、智能化方向发展，还重构了工业生态体系，提升了产业链的整体效率。然而，随着工业互联网的广泛普及，其所面临的安全威胁也日益严峻。病毒、黑客攻击等网络安全问题不再局限于传统IT领域，而是迅速蔓延至工业控制系统中，严重威胁着工业生产的连续性和稳定性，甚至可能对国家安全和社会秩序造成冲击[1-3]。
密钥池是工业互联网密钥管理平台的核心组成部分之一，它存储了大量的加密密钥，用于保护数据的安全传输。在工业互联网环境中，密钥池需要快速响应大量的密钥请求，同时确保密钥的安全性和可靠性。随着工业互联网规模的不断扩大，密钥池的重要性日益凸显，只有确保密钥池的安全，才能保障整个工业互联网系统的安全。然而，目前大多数工业互联网密钥管理平台仍然依赖单一的量子随机数发生器（Quantum Random Number Generator，QRNG）作为熵源来生成密钥。这种单一熵源方案存在诸多不足：如果唯一的熵源发生故障或被攻击，整个系统的安全性将受到严重影响；在高负载情况下，单一熵源可能无法满足密钥池的需求，导致密钥生成速度下降，影响系统的响应时间和性能；在没有备用熵源的情况下，系统在面对突发故障时缺乏有效的应对措施，可能导致密钥池无法正常运作[4]。
为了解决上述问题，本文提出了一种基于多熵源协同工作的密钥池管理方案。该方案通过集成多个不同厂家的量子随机数发生器，显著提高了生成随机数的不可预测性和随机性，从而增强了系统的安全性。多熵源协同工作可以生成更多的随机数，确保密钥生成过程的连续性和可靠性；通过引入动态权重调整机制，平台可以根据实际情况优化各个熵源的贡献比例；统一的接口设计和协议适配层使系统可以轻松地接入新的熵源，无论是更换旧的设备还是引入新的技术，都能够快速适应[3-7]。
