科技日報記者 吳長鋒
在不久前舉辦的2020天翼智能生態博覽會上， 中國電信展出了兩臺樣機，分別根據華為和中興現有手機改造而來。兩臺手機屏保為中國電信、國盾量子的標識，用戶可在通話過程中一鍵選擇兩種通話模式——「加密通話」或「普通通話」。
這種可以進行「量子安全通話」的手機究竟為何物？與傳統手機有何區別？
配備了「量子密鑰」的保密手機
記者了解到，就在此次博覽會期間，中國電信宣布與國盾量子成立合資公司——中電信量子科技有限公司，提前布局量子安全行業。「量子安全通話」就是中電信量子計劃推廣的產品之一。
「可進行量子安全通話的手機在功能上與傳統安全手機類似。其不同點在於結合了用量子信息技術製備的量子密鑰。」中國電信安徽公司副總經理、中電信量子公司董事鄭家升告訴科技日報記者，對於「量子安全通話」手機，公司更傾向於將其表述為一款「支持量子安全通話服務的手機」。量子安全通話服務可以理解為「安全通話+量子密鑰」的服務；其中，安全通話與普通通話的區別在於，通過對通話語音進行加密後再傳送，從而實現通話內容的防洩漏功能。
「量子密鑰是指使用量子信息技術製備出的密鑰。」鄭家升說，量子密鑰與手機安全通話結合的具體方式是：提前將量子密鑰預充注至安全SIM卡中，通過安全SIM卡對撥打安全通話時的語音數據加密，從而防止語音傳送的內容洩漏。這其中的「安全SIM卡」，結合了普通SIM卡和安全晶片的功能。既可提供運營商入網的鑑權等普通SIM卡功能，又可提供安全晶片的相關功能。做到為手機提供安全能力的同時，又不額外多佔用手機卡槽。用戶自己的普通手機通過使用安全SIM卡即可享受量子安全通話服務，也就是說，量子安全通話服務並不需要用戶專用定製手機。
目前，國內外可製備量子密鑰的量子信息技術主要包括QKD（量子密鑰分發技術）和QRNG（量子隨機數，是使用量子原理製備隨機數的技術），如上半年三星發布的「量子加密手機」就是手機內置了量子隨機數晶片。量子密鑰特點在於其真隨機性，密鑰生成基於物理機制而非數學算法，其安全性是經過嚴格數學證明的。
據了解，中國電信預計在明年開始區域性試點推廣量子安全通話服務，由國盾量子提供相關技術支持。屆時用戶只需到營業廳將普通SIM卡更換為量子安全SIM卡並開通加密通話套餐即可享受量子安全通話服務。撥打電話時即可選擇採用量子安全通話或普通通話。但如果通信雙方希望使用量子安全通話服務，則主被叫雙方手機都需要支持這個功能。
兩種方式生成手機上的「量子密鑰」
「從功能的角度來說，量子安全通話服務中使用的量子密鑰分為兩種：一是用於認證的預充注在量子安全SIM卡的量子密鑰；二是用於語音加密的量子密鑰，由量子密鑰分發網絡實時生成。使用量子安全通話服務時，用戶撥號觸發認證過程，使用預充注的量子密鑰進行認證；同時從量子密鑰分發網絡實時獲取量子密鑰，對通話語音進行加密，每次通話均使用不同的量子密鑰。」鄭家升告訴記者。
據了解，想要應用量子密鑰的每個用戶可先到臨近電信網點的服務站下載自己的專屬密鑰，這是用量子隨機數發生器產生的真隨機數。通話時，雙方各自對應的服務站之間通過量子密鑰分發共享應用密鑰，再用兩人各自的專屬密鑰將應用密鑰加密後發給雙方，然後雙方就可以進行保密通話了。如果專屬密鑰用完了，要再去服務站補充，就像去加油站加油。
「這樣一來，通話信息具有高安全性，實現從主叫方手機到被叫方手機間的端到端的加密，網絡上的語音信息即使被其他人獲取到也無法獲得真實語音內容，做到了保持用戶使用習慣基本不變，服務無感、高安全。」鄭家升說。
「我們目前提供量子安全通話服務的量子安全SIM卡是基於國產密碼晶片和國密算法的。量子安全SIM卡實現量子密鑰的存儲以及安全通話加解密服務，能夠滿足手機的量產需求。準確而言，量子安全SIM卡不能算作量子晶片。」鄭家升表示。
對於部分網絡媒體「在沒有信號的情況下，量子安全手機可以工作並保證信息安全」的說法，鄭家升表示，可進行「量子安全通話」的手機在基本功能上和普通手機一樣，沒有信號的情況下，無法正常通話。量子安全通話服務是將量子技術製備的密鑰應用於安全通話，通話是需要網絡的，沒有信號無法進行通話。「目前在手機上主要提供量子安全通話服務，後期會根據市場需求逐步開發新的應用。」
量子密鑰分發，你可以擁有
國盾量子技術起源於中國科學技術大學，產品已被部署在量子保密通信「京滬幹線」在內的量子保密通信骨幹網等項目。
目前，量子密鑰分發網絡的建設需要依託光纖網絡。而中國電信作為全球最大的光纖寬帶運營商，具備量子密鑰分發網絡所需的光纖資源。
據了解，中國電信今年11月宣布正式啟動「量子鑄盾行動」並發布了「量子城域網」方案，布局量子安全產業。計劃在未來5年，通過量子鑄盾行動率先為10個城市的公共安全提供「量子安全雲」，為100個城市提供量子安全組網方案，為10000個政企客戶提供量子安全加密解決方案，為1000萬移動終端用戶提供量子安全通話服務。根據中國電信的安排，預計在2020年底或2021年初，在部分區域小規模進行試用。
有關專家指出，量子保密通信技術仍屬於新興技術，不論是「量子安全通話服務」還是「量子安全超級SIM卡」，隨機數還是QKD路線，都只是行業發展初級階段進行的嘗試探索，需要在實用過程不斷改善、加強。
業內專家表示，單純從通話加密而言，這對手機並不是一個新興功能，但加密方式有很多種，安全性也有差別，量子安全手機在加密的方式和安全性上有了新的突破。該類手機對於政企客戶，會是一個非常值得關注的功能。但就普通消費者而言，對於加密通話功能的迫切性和必要性還有待觀察，因通話加密目前並不是手機市場的主流需求，數據安全非常重要，卻並不容易被消費者感知。但隨著智慧型手機中存有越來越多的個人數據和金融信息，消費者對加密的需求會日益增長。
現在，不只是金融、政務等高價值用戶才用得起量子密鑰分發了，普通用戶也可以擁有。覺得你的信息值不值得保密？有沒有興趣體驗下量子安全通話？
來源：科技日報 文中圖片由視覺中國提供
編輯：張爽
審核：王小龍
終審：冷文生