0
  • 聊天消息
  • 系統(tǒng)消息
  • 評論與回復(fù)
登錄后你可以
  • 下載海量資料
  • 學(xué)習(xí)在線課程
  • 觀看技術(shù)視頻
  • 寫文章/發(fā)帖/加入社區(qū)
會員中心
創(chuàng)作中心

完善資料讓更多小伙伴認(rèn)識你,還能領(lǐng)取20積分哦,立即完善>

3天內(nèi)不再提示

討論基于QKD技術(shù)的量子保密通信應(yīng)用

通信首條 ? 來源:信息通信技術(shù)與政策 ? 作者:程明 張成良 唐建 ? 2022-08-25 09:29 ? 次閱讀

摘要:近年來,基于量子密鑰分發(fā)的量子保密通信在應(yīng)用方面進(jìn)行了新的嘗試和拓展?;诹孔用荑€分發(fā)在傳輸距離和密鑰成碼率方面的研究進(jìn)展和局限,提出了基于量子密鑰分發(fā)的量子保密通信可分為量子密鑰在線分發(fā)和量子密鑰在線與離線結(jié)合分發(fā)兩種模式;并基于兩種模式的優(yōu)劣勢,提出兩種模式的典型應(yīng)用場景;最后對量子密鑰分發(fā)在技術(shù)、設(shè)備、組網(wǎng)、網(wǎng)絡(luò)能力提供等方面面臨的問題進(jìn)行了分析,并提出了一些解決思路。量子保密通信的應(yīng)用也與傳統(tǒng)加密通信業(yè)務(wù)、系統(tǒng)和網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展緊密相關(guān),需要產(chǎn)業(yè)鏈共同積極推動。

0 引言

量子通信是以量子態(tài)為信息載體,通過量子態(tài)的傳送實現(xiàn)量子信息或經(jīng)典信息傳送的技術(shù)。量子通信包括多種協(xié)議和應(yīng)用,如量子密鑰分發(fā)(Quantum Key Distribution,QKD)、量子隱形傳態(tài)、量子安全直接通信、量子秘密共享、量子數(shù)字簽名等。其中,QKD是通信雙方通過傳送量子態(tài)實現(xiàn)共同生成一組隨機(jī)數(shù)(可以作為對稱密鑰)的方法,是目前實用化和工程化程度最高的量子通信技術(shù)。QKD不能直接實現(xiàn)經(jīng)典信息的傳送,只能通過協(xié)議實現(xiàn)隨機(jī)數(shù)的生成分發(fā),這一過程在理論協(xié)議層面具備信息論安全性。遠(yuǎn)程分發(fā)的生成隨機(jī)數(shù)主要作為對稱密鑰,結(jié)合現(xiàn)代密碼體系進(jìn)行使用。

量子保密通信不等于量子通信,也不是量子通信的子集。量子保密通信是基于量子通信,利用量子不可分割、量子態(tài)不可克隆和量子糾纏等特性保護(hù)秘密消息,進(jìn)而保證信息傳送安全的通信方法。比較典型的量子保密通信實現(xiàn)方案是結(jié)合QKD和對稱密碼技術(shù)的加密通信,這是目前試點部署和示范應(yīng)用最多的方案,也是業(yè)內(nèi)研討和標(biāo)準(zhǔn)化推進(jìn)的重點方向。下文中討論的量子保密通信應(yīng)用主要基于QKD技術(shù)。

1 QKD研究進(jìn)展

在保證安全性的前提下,提升QKD點對點系統(tǒng)的傳輸距離和密鑰成碼率是QKD技術(shù)發(fā)展的重要方向。近年來,離散變量量子密鑰分發(fā)(DV-QKD)和連續(xù)變量量子密鑰分發(fā)(CV-QKD)在這一方向上都取得了一定突破?;谥虚g節(jié)點進(jìn)行單光子干涉測量的新型雙場量子密鑰分發(fā)(TF-QKD)協(xié)議能夠消除測量節(jié)點的安全漏洞,并進(jìn)一步提升DV-QKD系統(tǒng)的傳輸能力。2021年,郭光燦、韓正甫團(tuán)隊提出改進(jìn)的四相位調(diào)制雙場協(xié)議,通過提升獨(dú)立光源的鎖相穩(wěn)頻技術(shù)、高帶寬信道相位補(bǔ)償技術(shù),以及高信噪比的單光子探測信號甄別技術(shù)等關(guān)鍵技術(shù),使得DV-QKD系統(tǒng)能容忍的信道損耗超過140 dB,實現(xiàn)安全距離833.8km[2]。本地本振方案是CV-QKD實用化研究的發(fā)展趨勢。2021年,劍橋大學(xué)報道了基于500 MHz信號頻率,通過參考光與量子光交替發(fā)送來降低系統(tǒng)復(fù)雜度和校正傳輸時的相位偏移,優(yōu)化系統(tǒng)組合參數(shù)的本地本振CV-QKD系統(tǒng)實驗,實現(xiàn)15 km單模光纖傳輸成碼率達(dá)26.9 Mbit/s。

2 量子保密通信模式

量子保密通信在通信、電力、金融、政務(wù)等領(lǐng)域進(jìn)行了大量探索和試驗。根據(jù)量子密鑰分發(fā)和使用的方式不同,量子保密通信主要可分為兩種模式:量子密鑰在線分發(fā)、量子密鑰在線與離線結(jié)合分發(fā)。

2.1 基于量子密鑰在線分發(fā)的量子保密通信

量子密鑰在線分發(fā)是指通過QKD網(wǎng)絡(luò)生成的量子密鑰直接提供給加密設(shè)備。其優(yōu)勢在于安全性高、方案成熟、加密系統(tǒng)改造量小、可復(fù)制性強(qiáng)等;劣勢在于可用性受限于QKD網(wǎng)絡(luò)覆蓋和密鑰提供能力、QKD網(wǎng)絡(luò)部署成本高、支持的業(yè)務(wù)類型較少、使用不夠靈活等?;诹孔用荑€在線分發(fā)的量子保密通信適用于對安全性要求高、在QKD網(wǎng)絡(luò)覆蓋范圍內(nèi)、對密鑰更新有一定要求的保密通信應(yīng)用場景,比較典型的行業(yè)應(yīng)用包括政企保密專線或?qū)>W(wǎng)、高端安全會議、數(shù)據(jù)中心之間的數(shù)據(jù)災(zāi)備及數(shù)據(jù)安全傳輸、關(guān)鍵基礎(chǔ)設(shè)施數(shù)據(jù)采集與監(jiān)控系統(tǒng)數(shù)據(jù)安全傳輸?shù)取?

2018年,中國電信提出的開放型量子保密通信系統(tǒng)就是一種典型的基于量子密鑰在線分發(fā)的量子保密通信系統(tǒng),該系統(tǒng)架構(gòu)如圖1所示。量子密鑰分發(fā)網(wǎng)絡(luò)(QKDN)通過量子密鑰服務(wù)器(QKS)設(shè)備向量子加密通信設(shè)備(QCCD)提供量子密鑰服務(wù);QCCD利用量子密鑰,通過經(jīng)典通信網(wǎng)絡(luò)(CCN)完成量子加密通信服務(wù);QKS設(shè)備與QCCD之間通過量子密鑰應(yīng)用接口(QK_API)互聯(lián)。通過標(biāo)準(zhǔn)化的接口兼容不同業(yè)務(wù)類型和設(shè)備形態(tài),使得QKD網(wǎng)絡(luò)、經(jīng)典通信網(wǎng)絡(luò)和業(yè)務(wù)系統(tǒng)解耦,從而實現(xiàn)“業(yè)務(wù)開放”和“密鑰開放”。 c4c01e30-23ab-11ed-ba43-dac502259ad0.png

圖1 開放型量子保密通信系統(tǒng)架構(gòu)圖

此外,在部分業(yè)務(wù)需求和承載網(wǎng)絡(luò)相對明確的應(yīng)用場景中,也可以通過在承載網(wǎng)設(shè)備中集成QKD組件或板卡,實現(xiàn)量子密鑰在線分發(fā)、業(yè)務(wù)加解密和加密數(shù)據(jù)的承載。該方案的優(yōu)點在于可根據(jù)業(yè)務(wù)需要部署QKD網(wǎng)絡(luò)或鏈路、QKD系統(tǒng)的管理可由承載網(wǎng)完成、業(yè)務(wù)加解密功能部分可復(fù)用承載設(shè)備硬件、引入共纖傳輸技術(shù)后不需要額外光纖;缺點在于支持的業(yè)務(wù)相對單一、難以滿足QKD規(guī)模組網(wǎng)的要求、QKD能力將受限于承載設(shè)備的演進(jìn)、端到端的量子密鑰能力提供或加密業(yè)務(wù)承載需要解決互通性問題等。

2.2 基于量子密鑰在線與離線結(jié)合分發(fā)的量子保密通信

量子密鑰在線與離線結(jié)合分發(fā)是指通過QKD網(wǎng)絡(luò)生成的量子密鑰通過安全通信技術(shù)和手段分發(fā)到加密設(shè)備或終端。其優(yōu)勢在于不再局限于QKD網(wǎng)絡(luò)的覆蓋、支持的業(yè)務(wù)類型多樣、使用方式便捷靈活、易于推廣、可與現(xiàn)有業(yè)務(wù)系統(tǒng)更好地結(jié)合、需要的QKD網(wǎng)絡(luò)成本相對較低等;劣勢在于安全性不如在線分發(fā)模式、部分業(yè)務(wù)系統(tǒng)改造量相對較大等。基于量子密鑰在線與離線結(jié)合分發(fā)的量子保密通信可與各種云網(wǎng)業(yè)務(wù)進(jìn)行結(jié)合,適用于對安全性有一定要求但QKD網(wǎng)絡(luò)難以覆蓋或需要低成本便利獲取對稱密鑰進(jìn)行加密的應(yīng)用場景,如量子安全移動通信、量子安全物聯(lián)網(wǎng)、量子安全遠(yuǎn)程辦公、量子安全虛擬專線/專網(wǎng)等場景。

2021年1月1日,中國電信正式推出首個運(yùn)營商級的量子安全產(chǎn)品——天翼量子密話,實現(xiàn)VoIP量子加密通話。2022年5月17日,中國電信又發(fā)布了業(yè)內(nèi)首款基于量子信息技術(shù)的VoLTE加密通話產(chǎn)品——天翼量子高清密話。量子密話屬于典型的基于量子密鑰在線與離線結(jié)合分發(fā)的量子保密通信。量子密話簡化系統(tǒng)架構(gòu)如圖2所示,主要由移動終端、移動通信網(wǎng)絡(luò)、量子密鑰管理系統(tǒng)和QKD網(wǎng)絡(luò)4個基本部分組成。

c4e6e16e-23ab-11ed-ba43-dac502259ad0.png

圖2 量子密話簡化系統(tǒng)架構(gòu)示意圖

移動終端內(nèi)置含安全芯片SIM卡,可以實現(xiàn)量子密鑰導(dǎo)入、數(shù)據(jù)加解密、簽名驗證、密鑰安全存儲等功能。其中,安全芯片內(nèi)置的量子密鑰由量子隨機(jī)數(shù)發(fā)生器(QRNG)生成并預(yù)充注,該密鑰是工作密鑰,可以用于向量子密鑰管理系統(tǒng)申請加密通話用的會話密鑰,也可以用于對下發(fā)的會話密鑰進(jìn)行加解密以保證會話密鑰傳輸?shù)陌踩?。對于同一量子密鑰管理系統(tǒng)或安全域下的量子保密通話需求,會話密鑰可以使用QRNG實時生成的量子隨機(jī)數(shù)。對于跨量子密鑰管理系統(tǒng)或安全域的量子保密通話需求,會話密鑰將通過QKD網(wǎng)絡(luò)生成。QKD網(wǎng)絡(luò)生成的量子密鑰作為會話密鑰,通過數(shù)據(jù)上網(wǎng)通道發(fā)送至通話雙方的移動終端上進(jìn)行通話加密,從而實現(xiàn)量子密鑰在線與離線結(jié)合分發(fā)。移動終端的身份認(rèn)證、會話密鑰請求以及會話密鑰下發(fā)到移動終端的安全性將由傳統(tǒng)安全協(xié)議進(jìn)行保證。VoIP量子密話和VoLTE量子高清密話在與量子密鑰相關(guān)的系統(tǒng)上基本類似,區(qū)別主要體現(xiàn)在VoIP和VoLTE語音業(yè)務(wù)在移動終端和移動通信網(wǎng)中的適配和處理,如加密位置、底層協(xié)議、編碼方式、承載通道、業(yè)務(wù)邏輯、操作界面等。

在量子安全遠(yuǎn)程辦公、量子安全虛擬專線/專網(wǎng)等場景中,用戶可以通過安全介質(zhì)(如內(nèi)置安全芯片的U盤、SIM卡等存儲介質(zhì))保存工作密鑰,當(dāng)需要進(jìn)行保密通信時,用戶終端將先利用工作密鑰通過通信網(wǎng)絡(luò)向業(yè)務(wù)平臺或量子密鑰管理系統(tǒng)進(jìn)行認(rèn)證并獲取用于保密通信的會話密鑰(由QKD網(wǎng)絡(luò)生成),再利用會話密鑰對業(yè)務(wù)或應(yīng)用數(shù)據(jù)進(jìn)行加密,并通過業(yè)務(wù)網(wǎng)絡(luò)或通信網(wǎng)絡(luò)與獲得相同會話密鑰的對端用戶進(jìn)行保密通信。該方案除了涉及QKD網(wǎng)絡(luò)和量子密鑰管理系統(tǒng)的建設(shè),還需要對用戶終端、加密應(yīng)用、業(yè)務(wù)系統(tǒng)及流程進(jìn)行適配和改造,但將有效提升用戶覆蓋面、業(yè)務(wù)多樣性、使用便捷性和應(yīng)用性價比。

3 QKD面臨的問題及解決思路

量子保密通信的“量子”屬性主要體現(xiàn)為QKD系統(tǒng)或網(wǎng)絡(luò)生成并提供量子密鑰,同時其應(yīng)用也受限于QKD技術(shù)、設(shè)備、組網(wǎng)和網(wǎng)絡(luò)能力提供等方面的特點和發(fā)展水平,需要積極尋找解決思路。

3.1 QKD技術(shù)

QKD技術(shù)主要以光子作為量子態(tài)的載體,量子態(tài)光信號的功率與中心波長、脈沖重復(fù)頻率、脈沖平均光子數(shù)(DV-QKD單脈沖平均光子數(shù)<1,CV-QKD單脈沖平均光子數(shù)一般<100)有關(guān),其發(fā)送光功率一般<-70dBm,因此量子光對信道損耗非常敏感。實用化的光通信傳輸介質(zhì)主要是光纖和自由空間。其中,自由空間QKD受到背景光噪聲、天氣狀態(tài)等因素影響明顯,主要處于科學(xué)研究和實驗探索階段,尚無大規(guī)模實用化前景。基于光纖的QKD系統(tǒng)則受到光纖覆蓋、線路衰耗、外部環(huán)境(架空光纜)等因素的影響,使得其應(yīng)用場景和范圍受到一定限制。 ?

對于光纖覆蓋最后一公里問題,可以參考量子密鑰在線與離線結(jié)合分發(fā)模式,通過傳統(tǒng)安全技術(shù)實現(xiàn)量子密鑰的延伸。線路衰耗問題,可以通過使用超低損光纖或選擇損耗較低的量子光波長來減小影響。國內(nèi)三大通信運(yùn)營商都已經(jīng)開始在長途干線上部署超低損光纖以滿足大容量超長距的波分傳輸需求,這對QKD長途干線的建設(shè)部署是利好消息。外部環(huán)境的影響問題,可以通過選擇合適的QKD調(diào)制編碼方式和快速反饋補(bǔ)償機(jī)制來減小影響。

3.2 QKD設(shè)備

2021年,通信行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)YD/T 3834.1-2021《量子密鑰分發(fā)(QKD)系統(tǒng)技術(shù)要求 第1部分:基于誘騙態(tài)BB84協(xié)議的QKD系統(tǒng)》和YD/T 3835.1-2021《量子密鑰分發(fā)(QKD)系統(tǒng)測試方法 第1部分:基于誘騙態(tài)BB84協(xié)議的QKD系統(tǒng)》正式發(fā)布,使得DV-QKD設(shè)備的關(guān)鍵指標(biāo)參數(shù)和測試方法有了參考依據(jù)。同時可以看到,DV-QKD系統(tǒng)技術(shù)要求中QKD設(shè)備在10/20 dB線路跨段損耗下的平均密鑰成碼率要求≥3 kbit/s、量子光脈沖重復(fù)頻率要求≥10 MHz/100 MHz、單光子探測器探測效率要求≥10%等,這些技術(shù)指標(biāo)要求相對較低,但與當(dāng)前商用QKD設(shè)備的技術(shù)水平基本一致;DV-QKD系統(tǒng)測試方法對測試環(huán)境和儀表提出了較高要求,給設(shè)備檢測及用戶采購測試帶來一定的技術(shù)門檻。CV-QKD的通信行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《量子密鑰分發(fā)(QKD)系統(tǒng)技術(shù)要求 第2部分:基于高斯調(diào)制相干態(tài)協(xié)議的QKD系統(tǒng)》《量子密鑰分發(fā)(QKD)系統(tǒng)測試方法 第2部分:基于高斯調(diào)制相干態(tài)協(xié)議的QKD系統(tǒng)》則剛剛完成立項,現(xiàn)有CV-QKD設(shè)備在成熟度、性能指標(biāo)、應(yīng)用案例等方面與DV-QKD設(shè)備尚存在一定差距。近年來,QKD商用設(shè)備在功能、性能、器件國產(chǎn)化、設(shè)備小型化等方面取得了一定的進(jìn)步和突破,但在高性能器件、系統(tǒng)集成度、關(guān)鍵指標(biāo)參數(shù)、長期穩(wěn)定性、設(shè)備網(wǎng)管能力等方面仍有不少提升的空間。 將QKD系統(tǒng)收發(fā)機(jī)的調(diào)制解調(diào)器件進(jìn)行片上光學(xué)集成,可以提升系統(tǒng)集成度、可靠性和性價比,是QKD設(shè)備升級研發(fā)的重點方向[1]。而推動采用新技術(shù)或新方案的QKD設(shè)備商用化,將傳統(tǒng)光通信中的新技術(shù)、新器件、新工藝引入QKD設(shè)備的生產(chǎn)制造中,也是QKD設(shè)備提升性能、降低成本的可行方法。

3.3 QKD組網(wǎng)

目前,通信行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《量子保密通信網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)》《量子密鑰分發(fā)(QKD)網(wǎng)絡(luò) 網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)技術(shù)要求》《量子密鑰分發(fā)(QKD)網(wǎng)絡(luò) 密鑰管理單元與QKD設(shè)備間接口要求》等仍在制定中,這些標(biāo)準(zhǔn)將是QKD網(wǎng)絡(luò)在組網(wǎng)、建設(shè)、運(yùn)行、管理、維護(hù)等方面的重要依據(jù),亟需加快制定進(jìn)度?,F(xiàn)階段,規(guī)劃建設(shè)一張能夠滿足多種應(yīng)用需求并具備長期演進(jìn)性的QKD商用網(wǎng)絡(luò)仍面臨很多困難。

QKD組網(wǎng)與傳統(tǒng)波分系統(tǒng)組網(wǎng)類似,其網(wǎng)絡(luò)都是由多段點對點系統(tǒng)組成。但對于傳統(tǒng)波分網(wǎng)絡(luò),長途干線設(shè)備端口速率更高、傳輸距離更遠(yuǎn),而QKD商用設(shè)備受限于光量子特性和探測器發(fā)展水平,只能在百公里光纖跨段上實現(xiàn)10 kbit/s量級的密鑰成碼率(更長光纖鏈路難以保證密鑰穩(wěn)定成碼),通過多臺QKD設(shè)備堆疊和波分復(fù)用技術(shù),也只能做到幾十kbit/s的密鑰成碼率。當(dāng)量子密鑰需求規(guī)模啟動后,QKD長途干線將可能首先出現(xiàn)量子密鑰能力的瓶頸,因為很多安全業(yè)務(wù)系統(tǒng)或網(wǎng)絡(luò)的對稱密鑰需求是全國性或在部分重點城市之間的。

城域范圍內(nèi)的QKD組網(wǎng)也會遇到類似的問題。典型QKD設(shè)備量子光脈沖頻率為幾十MHz,高端QKD設(shè)備量子光脈沖頻率也僅GHz量級,兩臺通過光纖連接的QKD設(shè)備正常工作時的密鑰成碼率為幾kbit/s到幾十kbit/s,且密鑰成碼率隨著光纖鏈路的距離和衰耗增加而下降。QKD網(wǎng)絡(luò)的規(guī)劃既要滿足典型業(yè)務(wù)區(qū)域相對集中以及集中區(qū)域之間相對分散的特點,又要考慮量子密鑰成碼率與光纖鏈路距離之間負(fù)相關(guān)的特性。

在接入或城域等場景中,QKD設(shè)備可以通過光路端口和信號波長等層面的交換,進(jìn)行點到多點或多點到多點的組網(wǎng),實現(xiàn)多用戶節(jié)點之間的密鑰生成。通過結(jié)合光路交換機(jī)、波分復(fù)用/解復(fù)用器、波長選擇開關(guān)等設(shè)備或器件,可以實現(xiàn)QKD設(shè)備的時分復(fù)用和波分復(fù)用,以及與光通信網(wǎng)絡(luò)的融合組網(wǎng)[6]。但這些技術(shù)都會引入額外的損耗或干擾,其使用將受限于QKD點對點系統(tǒng)支持的光纖距離和密鑰成碼率。在QKD接入層用戶密鑰需求量不大的場景,引入相關(guān)技術(shù)可以提高QKD網(wǎng)絡(luò)覆蓋和QKD局端設(shè)備利用率,但在QKD網(wǎng)絡(luò)中密鑰成碼率要求高的線路段,則需要在組網(wǎng)靈活性和密鑰成碼率方面進(jìn)行權(quán)衡。

當(dāng)前,QKD網(wǎng)絡(luò)的規(guī)劃難以直接套用傳統(tǒng)通信網(wǎng)層次化的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu),需要根據(jù)業(yè)務(wù)需求、物理位置、光纖資源、QKD設(shè)備能力等因素綜合具體考慮。解決QKD組網(wǎng)問題,首先是要提升QKD設(shè)備或點對點QKD系統(tǒng)的密鑰生成能力(包括傳輸距離和密鑰成碼率),在此基礎(chǔ)上才能通過光層調(diào)度來提升QKD組網(wǎng)的靈活性,并通過高中低端QKD設(shè)備的搭配,更好地滿足不同用戶的差異化密鑰需求和QKD網(wǎng)絡(luò)長期演進(jìn)的要求。

3.4 QKD網(wǎng)絡(luò)能力提供

通信行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《量子密鑰分發(fā)(QKD)網(wǎng)絡(luò) 應(yīng)用接口》經(jīng)過數(shù)年多次上會討論,有望在2023年正式發(fā)布。當(dāng)前QKD網(wǎng)絡(luò)在對外密鑰能力提供方面,功能相對比較簡單,對復(fù)雜應(yīng)用場景的適配有待提升。此外,隨著多地QKD城域網(wǎng)絡(luò)開始建設(shè)以及QKD設(shè)備商更加多元,跨域和多廠商QKD網(wǎng)絡(luò)互通問題也有待解決。特別是QKD干線網(wǎng)絡(luò)部署的高成本導(dǎo)致其在一定時期內(nèi)具有局部唯一性,跨域長途量子密鑰分發(fā)的互通問題需要在商用QKD網(wǎng)絡(luò)規(guī)模部署前得到解決。解決QKD網(wǎng)絡(luò)能力提供的問題,需要QKD網(wǎng)絡(luò)的運(yùn)營方和客戶從業(yè)務(wù)場景和應(yīng)用需求的角度出發(fā),借鑒傳統(tǒng)通信網(wǎng)絡(luò)在能力開放方面的成熟經(jīng)驗和模式,促進(jìn)設(shè)備商和系統(tǒng)集成商完善網(wǎng)絡(luò)能力提供和解決互通的問題,共同推動相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)化和實施方案的落地。

4 結(jié)束語

現(xiàn)有密碼系統(tǒng)在通信領(lǐng)域中的應(yīng)用整體占比偏少也是影響量子保密通信應(yīng)用的重要因素。量子保密通信不僅需要挖掘原有基于對稱密鑰的加密通信應(yīng)用場景,還需要共同探索和推動密碼應(yīng)用與其他業(yè)務(wù)或通信系統(tǒng)的結(jié)合,并從中挖掘QKD技術(shù)的比較優(yōu)勢。

隨著《中華人民共和國密碼法》《關(guān)鍵信息基礎(chǔ)設(shè)施安全保護(hù)條例》等法律法規(guī)的出臺,我國在國家層面也在積極推動商用密碼在信息通信領(lǐng)域中的應(yīng)用和融合。中國通信標(biāo)準(zhǔn)化協(xié)會近期正在組織開展密碼應(yīng)用國內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)的研究和制定工作,推進(jìn)密碼應(yīng)用國際標(biāo)準(zhǔn)化工作,并征集相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)立項建議。這需要量子保密通信產(chǎn)業(yè)鏈的各家單位積極參與,共同努力推動量子保密通信應(yīng)用的商業(yè)化進(jìn)程。

當(dāng)前,量子保密通信的應(yīng)用和實踐已經(jīng)從試點和示范逐步走向小規(guī)模商用?;赒KD的量子保密通信包括量子密鑰在線分發(fā)模式和量子密鑰在線與離線結(jié)合分發(fā)模式。其中,量子密鑰在線與離線結(jié)合分發(fā)模式的應(yīng)用范圍不再局限于QKD網(wǎng)絡(luò)的覆蓋和能力,使得量子保密通信的應(yīng)用場景得到較大拓展。QKD網(wǎng)絡(luò)大規(guī)模商用部署仍面臨不少問題需要解決,特別是在密鑰成碼率、設(shè)備成本、網(wǎng)絡(luò)能力提供等方面。量子保密通信的應(yīng)用離不開QKD的發(fā)展,同時也與傳統(tǒng)加密通信業(yè)務(wù)、系統(tǒng)和網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展緊密相關(guān),需要產(chǎn)業(yè)鏈各單位在QKD關(guān)鍵器件、設(shè)備性能、網(wǎng)絡(luò)功能、應(yīng)用探索等方面共同努力。


審核編輯:劉清

聲明:本文內(nèi)容及配圖由入駐作者撰寫或者入駐合作網(wǎng)站授權(quán)轉(zhuǎn)載。文章觀點僅代表作者本人,不代表電子發(fā)燒友網(wǎng)立場。文章及其配圖僅供工程師學(xué)習(xí)之用,如有內(nèi)容侵權(quán)或者其他違規(guī)問題,請聯(lián)系本站處理。 舉報投訴
  • CCN
    CCN
    +關(guān)注

    關(guān)注

    0

    文章

    5

    瀏覽量

    3548
  • 量子密鑰
    +關(guān)注

    關(guān)注

    0

    文章

    34

    瀏覽量

    5648
  • 量子保密通信
    +關(guān)注

    關(guān)注

    0

    文章

    6

    瀏覽量

    2806
  • qkd
    qkd
    +關(guān)注

    關(guān)注

    0

    文章

    6

    瀏覽量

    2292

原文標(biāo)題:專題丨量子保密通信應(yīng)用與技術(shù)探討

文章出處:【微信號:txdoutiao,微信公眾號:通信首條】歡迎添加關(guān)注!文章轉(zhuǎn)載請注明出處。

收藏 人收藏

    評論

    相關(guān)推薦

    量子通信的概念和原理

    量子通信,作為量子通信領(lǐng)域的一個重要分支,是一種利用量子光學(xué)原理和量子力學(xué)特性進(jìn)行信息傳遞的先
    的頭像 發(fā)表于 08-09 14:22 ?299次閱讀

    【《計算》閱讀體驗】量子計算

    糾纏,測量其中一個,另一個的狀態(tài)也將隨之發(fā)生變化,這種變化的影響無關(guān)距離。 量子糾纏如今已經(jīng)成為量子信息理論的基礎(chǔ),可以用在量子通信量子
    發(fā)表于 07-13 22:15

    本源量子與中國聯(lián)通簽署戰(zhàn)略合作協(xié)議,共繪量子通信新藍(lán)圖

    在科技創(chuàng)新的浪潮中,中國量子計算領(lǐng)域迎來了一項重大合作。近日,國內(nèi)領(lǐng)先的量子計算科技企業(yè)——本源量子計算科技(合肥)股份有限公司(簡稱“本源量子”),與中國
    的頭像 發(fā)表于 07-03 14:21 ?385次閱讀

    量子加密:安全通信的未來

    應(yīng)運(yùn)而生,一種基于量子力學(xué)原理的新型加密方式,被譽(yù)為“絕對安全”的通信手段。那么量子加密技術(shù)是什么呢,本文將帶你詳細(xì)了解。編輯搜圖請點擊輸入圖片描述(最多18字)
    的頭像 發(fā)表于 06-24 10:40 ?261次閱讀
    <b class='flag-5'>量子</b>加密:安全<b class='flag-5'>通信</b>的未來

    量子計算機(jī)重構(gòu)未來 | 閱讀體驗】 跟我一起漫步量子計算

    的發(fā)展,我們的通信和數(shù)據(jù)安全將得到更強(qiáng)大的保障。然而,需要指出的是,量子計算技術(shù)的發(fā)展仍面臨諸多挑戰(zhàn)。例如,量子計算機(jī)的構(gòu)建和維護(hù)成本極高,目前仍停留在實驗室階段;同時,
    發(fā)表于 03-13 19:28

    量子

    當(dāng)我們談?wù)?b class='flag-5'>量子計算機(jī)時,通常是在討論一種利用量子力學(xué)原理進(jìn)行計算的全新計算機(jī)系統(tǒng)。與傳統(tǒng)的計算機(jī)使用二進(jìn)制位(0和1)來表示數(shù)據(jù)不同,量子計算機(jī)使用
    發(fā)表于 03-13 18:18

    量子計算機(jī)重構(gòu)未來 | 閱讀體驗】+ 了解量子疊加原理

    的位置和方向?qū)?yīng)著量子比特的狀態(tài)。量子比特狀態(tài)的操作和變化可以在布洛赫球上用旋轉(zhuǎn)和移動的方式進(jìn)行描述。通過旋轉(zhuǎn)和移動布洛赫球上的點,我們可以改變量子比特的狀態(tài),實現(xiàn)量子計算和
    發(fā)表于 03-13 17:19

    量子計算機(jī)重構(gòu)未來 | 閱讀體驗】+量子計算機(jī)的原理究竟是什么以及有哪些應(yīng)用

    本書內(nèi)容從目錄可以看出本書主要是兩部分內(nèi)容,一部分介紹量子計算機(jī)原理,一部分介紹其應(yīng)用。 其實個人也是抱著對這兩個問題的興趣來看的。 究竟什么是量子計算機(jī)相信很多讀者都是抱著這個疑問
    發(fā)表于 03-11 12:50

    量子計算機(jī)重構(gòu)未來 | 閱讀體驗】第二章關(guān)鍵知識點

    施加橫向磁場并隨時間逐漸減弱橫向磁場。 實現(xiàn)量子退火最關(guān)鍵的技術(shù)為超導(dǎo)技術(shù)(使用處于超導(dǎo)狀態(tài)的金屬家住絕緣體的約瑟夫森器件制作)。量子退火機(jī)的使用方法是將每個事務(wù)之間的關(guān)聯(lián)性作為
    發(fā)表于 03-06 23:17

    量子計算機(jī)重構(gòu)未來 | 閱讀體驗】+ 初識量子計算機(jī)

    感覺量子技術(shù)神奇神秘,希望通過閱讀此書來認(rèn)識量子計算機(jī)。 先瀏覽一下目錄: 通過目錄,基本可以確定這是一本關(guān)于量子計算機(jī)的科普書籍,主要包括什么是
    發(fā)表于 03-05 17:37

    量子計算機(jī)重構(gòu)未來 | 閱讀體驗】初探

    ,對于量子計算機(jī)的實現(xiàn)更加好奇,以至于申請試讀該書。 當(dāng)收到這本書時,自己咯噔了一下,為何這么薄,書這么小?技術(shù)書籍不應(yīng)該隨隨便便四五百頁嗎?但是當(dāng)我打開這本書的介紹時,我明白了,這本書并不是純粹的技術(shù)
    發(fā)表于 03-04 23:09

    光電量子器件研究進(jìn)展綜述

    量子信息科學(xué)開啟了超越經(jīng)典物理極限的契機(jī),從而產(chǎn)生了量子計算、量子通信量子精密測量等前沿技術(shù)領(lǐng)
    的頭像 發(fā)表于 03-04 11:02 ?966次閱讀
    光電<b class='flag-5'>量子</b>器件研究進(jìn)展綜述

    量子計算機(jī),未來世界

    抓住科技前沿,就是找到人類未來不遠(yuǎn)了。學(xué)習(xí)了解量子技術(shù),為人類創(chuàng)造價值。
    發(fā)表于 02-02 13:54

    量子計算機(jī) 未來希望

    自己從事語音識別產(chǎn)品設(shè)計開發(fā),而量子技術(shù)量子計算機(jī)必將在自然語言處理方面實現(xiàn)重大突破,想通過此書學(xué)習(xí)量子計算技術(shù),儲備知識,謝謝!
    發(fā)表于 02-01 12:51

    我國量子通信技術(shù)現(xiàn)狀 量子通信相比經(jīng)典通信的優(yōu)點

    量子通信是由量子態(tài)攜帶信息的通信方式,它利用光子等基本粒子的量子糾纏原理實現(xiàn)保密
    發(fā)表于 11-07 10:19 ?1178次閱讀
    我國<b class='flag-5'>量子</b><b class='flag-5'>通信</b><b class='flag-5'>技術(shù)</b>現(xiàn)狀 <b class='flag-5'>量子</b><b class='flag-5'>通信</b>相比經(jīng)典<b class='flag-5'>通信</b>的優(yōu)點