量子計算機破解密碼誰能防？國內首份量子安全白皮書發布

2020-12-16 中國青年報

沒人知道實用量子計算機何時會到來，但這柄懸在現代公鑰密碼體系之上的達摩克裡斯之劍，需要量子信息學和經典密碼學兩個領域的專家共同做準備。

12月15日，由中國信息協會牽頭舉辦的「2020量子安全應用開發論壇」12月15日在南京召開，《2020量子安全技術白皮書》（下簡稱《白皮書》）在論壇上發布。這是國內首部以「量子安全」為主題的白皮書，由中國信息協會量子信息分會牽頭，中國通信標準化協會量子通信與信息技術特設任務組、中國電子學會量子信息分會聯合組織編寫，執筆專家來自國內企業、大學和研究所等 9 家單位，涉及經典信息安全和量子技術領域。

這意味著，基於量子物理的「量子密碼技術」（包括量子密鑰分發QKD和量子隨機數等）與基於新型數學難題的「抗量子計算密碼技術」（PQC）這兩種技術路線探索融合發展已經邁開腳步。

量子時代的信息安全

經典密碼通常依賴於計算複雜性，在量子計算機面前或會失守，或是安全性有所下降。而量子安全技術指的是能夠抵禦量子計算威脅的信息安全技術。中國信息協會量子信息分會會長趙勇表示，當前，量子計算為人類打開計算新時代的同時，對現有的信息安全也提出了前所未有的挑戰，量子信息技術和密碼學擔負著推動信息安全進入新時代的歷史重任。

其中，量子密碼技術的代表包括量子密鑰分發QKD和量子隨機數等，密碼學則推出了「抗量子計算密碼技術」（PQC）。

據介紹，ICT行業的主要應用場景，如各類終端設備，連通各設備的網絡連接，雲計算等運營模式的數據中心，以及區塊鏈為代表的各類新興密碼應用，都存在被量子計算攻擊的廣泛可能性。因此，各類應用場景都具有量子安全技術的應用需求。

目前，IBM、微軟、谷歌、華為等企業都投入了力量在後量子密碼的研究上並形成相應成果，中國密碼算法設計競賽和標準化工作已經展開。

值得注意的是，目前國內外包括科大國盾量子（688027）、中國科學技術大學等在內的團隊也開始了一些」PQC+QKD「的「混合型」量子安全密碼具體解決方案的探討。

量子安全+產業

《白皮書》同時繪製了目前國內外量子保密通信等主流量子安全技術的產業鏈圖譜。

《白皮書》顯示，經過多年技術積累和項目實踐，國內外已經形成了以QKD技術為核心的較為完整的量子保密通信產業鏈。目前國內從事QKD系統硬體的代表性企業包括已經國盾量子、安徽問天量子、上海循態科技等，國際上有瑞士的IDQuantique公司，德國的InfiniQuant公司，美國的MagiQ等公司，以及英國的東芝歐洲研究有限公司等。此外，許多大型公司也有活躍的QKD研發小組，例如日本NTT、NEC、富士通、三菱電機等。

國內量子保密通信產業鏈的上下遊生態也逐漸健全。上遊關鍵器件已基本實現自主可控。例如單光子探測器件的核心近紅外單光子雪崩二極體等，目前已經有一些單位如中國電子科技集團重慶聲光電有限公司、光迅科技（002281）等能夠量產；光學調製器件的研發生產、晶片化集成基本上也處於國際先進水平；還存在一定差距的主要是極高性能集成電路。

此外，量子保密通信也在嘗試向中下遊領域發展。中國電信集團不久前和國盾量子合作啟動「量子鑄盾行動」，計劃未來5年內為1000萬移動終端用戶提供量子安全通話服務。國內外其他電信運營商如中國聯通、中國移動、韓國SKT、韓國KT、韓國LGU+、英國電信、德國電信、西班牙電信，以及國科量子、美國QuantumXchange等新興量子網絡公司都在量子保密基礎設施建設和應用試點示範方面有所布局。

《白皮書》提出，目前國內外都在研究和實踐量子通信應用模式，在雲和大數據服務、政務信息保護、金融業務加密、電力安全保障等方面已經率先試水並推出相關產品。

來源：澎湃新聞

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