手機(jī)SIM卡可以升級(jí)量子密話？

當(dāng)黑洞、AI、機(jī)器人、宇宙大爆炸等概念被科幻片玩濫了以后，量子成功上位成為了目前的科幻新秀，新推出的科幻片不摻雜點(diǎn)「量子概念」都不好意思發(fā)電影預(yù)告。

量子就像是烹飪時(shí)放的萬能咖喱醬，只要往電影里一加，科幻味就來了。穿越時(shí)空太老土，加個(gè)量子糾纏就變得先進(jìn)而前衛(wèi)；納米顆粒聽膩了，改名叫量子粒子聽起來就高深莫測(cè)。 一時(shí)間仿佛說不清道不明的事情，只要加個(gè)量子前綴一切都說得通了，而觀眾也一時(shí)間被培養(yǎng)成了量子物理學(xué)家，隨便都能對(duì)量子力學(xué)點(diǎn)評(píng)兩句。

跳出電影回到現(xiàn)實(shí)，我們還有多久才能真正接觸到量子產(chǎn)品呢？ 最近中國電信正式對(duì)外宣布，其推出的行業(yè)內(nèi)首款量子安全通話產(chǎn)品「量子密話」，目前已在安徽成功試商用，廣東和上海也將很快開放試點(diǎn)。 「量子密話」會(huì)是我們與量子科技的第一次接觸嗎？

量子密話很安全，但也沒那么神話 自荒謬的「量子速讀」媒體被曝光后，公眾對(duì)于量子前綴的宣傳好感可謂是一落千丈。

不知為什么眼鏡總是很受「智商稅」概念的青睞 原因無他，量子已經(jīng)正式加入紅外、磁療、納米、石墨烯等等傳銷忽悠詞匯大合集之中，比如「一副采用納米石墨烯打造的磁療眼鏡，利用量子波動(dòng)產(chǎn)生紅外輻射治療近視眼」，是不是有內(nèi)味了。 要辨別中國電信這次推出的量子密話到底是黑科技還是偽科學(xué)，首先我們要對(duì)量子、量子密碼、量子通信有個(gè)大致概念，雖然量子的概念多有耳聞，但是大多數(shù)非專業(yè)人士對(duì)于量子的概念仍舊停留在淺薄的印象中。 首先要明確一個(gè)概念，量子不是一個(gè)東西，也并非是某一種微觀粒子的名字，而是一種狀態(tài)。

能量的傳輸是不連續(xù)的，就像由無數(shù)個(gè)小方塊組成的魔方，當(dāng)這些能量小方塊被分割到不能再小，那么它就是量子化了，例如光束中的光量子。 在這種微觀狀態(tài)下，物質(zhì)表現(xiàn)的屬性會(huì)超過我們的正常理解，例如會(huì)表現(xiàn)出疊加態(tài)、糾纏態(tài)，以及不可確定、不可觀測(cè)的特性。利用這些物理特性可以生成一個(gè)完全隨機(jī)、安全的密鑰進(jìn)行通信。

利用量子態(tài)物質(zhì)作為載體來傳遞信息，就是量子通信。量子通信包括信號(hào)通過發(fā)送端的量子態(tài)制備、編碼調(diào)制、發(fā)射，經(jīng)過光纖或自由空間信道傳播，到接收端的量子態(tài)檢測(cè)、解調(diào)解碼等過程。 當(dāng)了解完這些「前期提要」，我們就可以比較好去理解由中國電信推出的量子安全通信服務(wù)（量子密話），首先給出結(jié)論：此量子密話不等于彼量子通信，量子密話更像是量子通信的簡(jiǎn)化版。但別急著給量子密話貼上「智商稅」的標(biāo)簽，它依然與量子加密有著密切的關(guān)系，并且確實(shí)是一種更安全的通信方法，要理解這一點(diǎn)，我們先要從量子密話的原理講起。 量子安全通話服務(wù)可以分成兩個(gè)部分理解，「安全通話+量子密鑰」。

也就是說它依然是通過對(duì)通話過程中的語音信息進(jìn)行加密后，再進(jìn)行傳送，而加密的手段則是通過量子密鑰，從而實(shí)現(xiàn)通話內(nèi)容防泄漏的功能。 以生活中的例子為例，如果我們想發(fā)一句 Love 給對(duì)象但是不想被人偷看，那么這句話會(huì)經(jīng)歷這樣一個(gè)加密過程：Love（明文）→傳輸密鑰加密（字母表加一）→Mpwf（暗文傳輸）→接收密鑰解析（字母表減一）→Love（變回明文）這個(gè)過程也就是密碼學(xué)的原理，其中提到的加密手段——密鑰就是量子加密的重點(diǎn)。

量子密鑰有什么意義？ 我們傳統(tǒng)使用的數(shù)字密鑰是由復(fù)雜的數(shù)學(xué)手段產(chǎn)生的一道數(shù)學(xué)難題，想要解開需要用窮舉法一次次代入答案進(jìn)行計(jì)算，這個(gè)計(jì)算過程可能需要耗費(fèi)普通計(jì)算機(jī)上千年的時(shí)間，因此我們會(huì)覺得它足夠安全。

但這是對(duì)于 0 與 1 轉(zhuǎn)化單向計(jì)算的傳統(tǒng)計(jì)算機(jī)而言，復(fù)雜的數(shù)學(xué)難題卻可能被可以進(jìn)行并行計(jì)算的量子計(jì)算機(jī)輕松攻破。 量子密鑰的特點(diǎn)在于其隨機(jī)性，密鑰生成給予物理機(jī)制而非數(shù)學(xué)算法，其安全性是經(jīng)過嚴(yán)格數(shù)學(xué)證明的。 量子密鑰的特點(diǎn)在于它編碼在光子的量子態(tài)上，依據(jù)量子不可克隆定理，一個(gè)位置的量子的不能夠被精確的復(fù)制，一旦被測(cè)量也會(huì)被破壞，因此充分保證了量子密鑰的安全性。

之所以說「量子密話」并非量子通信，是因?yàn)橥ㄐ胚^程中傳輸信息依然是通過電波而非量子載體的形式傳送。量子密話是在終端側(cè)的 SIM 卡和中心服務(wù)器上采用了量子生成的隨機(jī)數(shù)作為密鑰，以實(shí)現(xiàn)更安全的通信加密或鑒權(quán)認(rèn)證。 根據(jù)中國電信的使用演示，其服務(wù)是基于一張被預(yù)先注充了量子安全密鑰的 SIM 卡。在進(jìn)行安全通話前，需要下載一個(gè)名為「天翼量子」的 APP。

使用量子安全通話時(shí)，用戶撥號(hào)觸發(fā)認(rèn)證過程，使用 SIM 卡預(yù)先充注的量子密鑰進(jìn)行認(rèn)證，同時(shí)從量子密鑰分發(fā)網(wǎng)絡(luò)實(shí)時(shí)獲取量子密鑰，對(duì)通話進(jìn)行加密，每次通話的量子密鑰用完就拋，實(shí)現(xiàn)「一次一用」。 通俗地講，安全 SIM 卡就像一塊比 U 盾更高級(jí)的隨機(jī)數(shù)安全硬件，它的隨機(jī)數(shù)以物理而非算式的形式產(chǎn)生，從而保障通話信息的安全。 需要注意的是，「量子密話」目前只能在 Android 端手機(jī)上使用，對(duì)手機(jī)硬件無特殊要求，想要構(gòu)建量子安全通話，需要通話雙方均開啟量子安全服務(wù)功能。

用量子技術(shù)進(jìn)行通信加密，有必要嗎？ 在公元 700 年前，斯巴達(dá)人研究出了一種巧妙的信息保密傳輸方式：

將紙條或者布條一圈圈纏繞在木棒上，再將秘密信息寫在上面。當(dāng)紙條從木棒上解下，上面的文字就變成了錯(cuò)亂無章的字符，只有重新將它繞在木棒上才可以解讀出里面的信息。 這種被稱為 Scytale 圓木棍也許是人類最早使用的文字加密解密工具。 當(dāng)我們通訊的紙條已經(jīng)變成了一個(gè)個(gè)飛在空中的電波字符，我們依然需要一根更安全的「圓木棍」守護(hù)我們的隱私與秘密。 2013 年德國總理默克爾深陷竊聽門事件，根據(jù)報(bào)道默克爾的手機(jī)已經(jīng)被美國情報(bào)組織持續(xù)監(jiān)聽了 12 年，她在私人手機(jī)上談到的一切，都被大洋彼岸聽的一清二楚，這為全世界人敲響了安全警鐘。 為了保障通訊的安全，許多手機(jī)廠商做出了不少硬件和軟件上的努力，其中黑莓注定會(huì)是一個(gè)繞不開的手機(jī)品牌。

曾經(jīng)黑莓之于手機(jī)就好像沃爾沃之于汽車，安全就是它們的代名詞，唯一不同的是沃爾沃還在汽車業(yè)活得好好的，黑莓如今已轉(zhuǎn)型成為網(wǎng)絡(luò)安全服務(wù)商。 人們?nèi)缃駪涯詈谳?，除了懷念全鍵盤帶來的打字手感，也是在懷念帶來的安全感。黑莓的 BES 服務(wù)在進(jìn)行消息傳輸時(shí)，數(shù)據(jù)都經(jīng)過了 AES-256 位或 3DES 加密，再進(jìn)行壓縮和打包再發(fā)送到基站。

經(jīng)過多重的加密后，即使數(shù)據(jù)被攔截竊聽，由于黑莓采用的是打碎傳輸，竊聽者獲得的只會(huì)是一段被打亂的亂碼。 霸屏電視廣告的 8848 手機(jī)也曾將通訊安全作為自家手機(jī)的重要賣點(diǎn)，宣稱可以隱藏本機(jī)號(hào)碼、隱藏通話記錄和加密防竊聽。 根據(jù) 8848 的解釋，目前電話監(jiān)聽為有源監(jiān)聽，即根據(jù)通話號(hào)碼進(jìn)行追蹤，而 8848 手機(jī)在加密通話過程中通過中轉(zhuǎn)站對(duì)機(jī)主號(hào)碼進(jìn)行了重新編碼，因此無法被識(shí)別、監(jiān)聽，也無法追蹤通話記錄。

不過有用戶的反饋，這種隱藏號(hào)碼的手段能夠繞過手機(jī)黑名單的攔截，這與工信部的電信實(shí)名制要求存在沖突，在 2020 年 12 月 10 日 起 8848 正式關(guān)?！讣用芡ㄔ挕构δ堋?/p>

手機(jī)廠商想方設(shè)法加強(qiáng)通信安全的目的，還是因?yàn)槲覀兛此瓢踩耐ㄓ嵕W(wǎng)絡(luò)依然存在一些漏洞，給了竊聽者可乘之機(jī)。 傳統(tǒng)的 2G、3G 和 4G 鑒權(quán)認(rèn)證方案本質(zhì)上是對(duì)基于身份索引的密鑰打上包含用戶身份信息的標(biāo)簽。 在面對(duì)針對(duì)以無線信號(hào)為載體對(duì)信息內(nèi)容篡改、假冒，以及以轉(zhuǎn)發(fā)和重放等形式的無線接入攻擊時(shí)，一旦根密鑰泄露，認(rèn)證參數(shù)將失效，通過竊聽認(rèn)證的過程即可推衍出后續(xù)保護(hù)密鑰，威脅網(wǎng)絡(luò)安全。 而量子密鑰的加入，不可復(fù)制、動(dòng)態(tài)變化的特性便像是給網(wǎng)絡(luò)認(rèn)證加入一道物理的鎖。

2020 年三星推出了一款采用了量子加密的手機(jī)名為 Galaxy A Quantum，僅在韓國本土發(fā)售。手機(jī)內(nèi)置了量子隨機(jī)數(shù)芯片，目的也是為了更好地保障通話安全。 與三星的手機(jī)對(duì)比，中國電信推出的「量子密話」則可以讓我們以更低的代價(jià)（無須換手機(jī)）體驗(yàn)到更高級(jí)的安全加密手段。 它不一定適合普羅大眾，但是對(duì)于一些涉及嚴(yán)格保密的政務(wù)、商務(wù)人士而言，更添一層保障的加密通話無疑意味著能夠有效降低泄密的風(fēng)險(xiǎn)。

量子科技離我們生活有多遠(yuǎn) 對(duì)于看不透摸不著的東西，人們會(huì)本能地選擇抵觸。正如現(xiàn)在看似很多事情都成為常識(shí)的時(shí)候，仍存在部分人不相信地球是球形的。 大家知道量子這個(gè)概念的存在，卻鮮有人了解它的原理，在生活中更難以感受到它帶來的實(shí)際提升。

而且人們已經(jīng)被「?jìng)慰茖W(xué)」的概念欺騙過太多次，各種偽劣產(chǎn)品試圖蹭上這些尖端科學(xué)詞匯來夸大宣傳，而它們實(shí)際的低劣產(chǎn)品體驗(yàn)則會(huì)敗壞人們對(duì)于新興科技的好感，盡管它們「毫不相關(guān)」。 這種不信任的態(tài)度引起的抵觸心理將會(huì)是量子科技走進(jìn)民用市場(chǎng)的一大阻礙。 目前在市面上我們能購買到與量子技術(shù)相關(guān)的只有三種，量子概念股票，量子力學(xué)教科書，和量子加密設(shè)備，其余產(chǎn)品無論介紹看得懂還是看不懂，都是妥妥的智商稅。

另一方面，量子科技的應(yīng)用依然停留在非常初步的階段，我們目前對(duì)于量子科技的應(yīng)用就如同萊特造飛機(jī)一樣，還處于「知道飛機(jī)能飛起來」的階段，想要讓普通民眾體驗(yàn)到「跨國飛行」般的服務(wù)，仍有很長(zhǎng)一段路程要走。

原文標(biāo)題：手機(jī) SIM 卡可以升級(jí)量子密話，接個(gè)電話直接穿越？

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