量子安全通話服務(wù)

吳長(zhǎng)鋒

在2020天翼智能生態(tài)博覽會(huì)上，中國電信展出了兩臺(tái)樣機(jī)，用戶可在通話過程中選擇兩種通話模式——加密通話或普通通話，通話質(zhì)量毫無差別。

目前，量子通信正從基礎(chǔ)科學(xué)研究向應(yīng)用推廣階段轉(zhuǎn)化。那么，這種號(hào)稱可以進(jìn)行“量子安全通話”的手機(jī)究竟為何物？它的推出又意味著什么？“可進(jìn)行量子安全通話的手機(jī)在功能上與傳統(tǒng)安全手機(jī)類似，其不同點(diǎn)在于前者配備了用量子信息技術(shù)制備的量子密鑰。”中國電信安徽公司副總經(jīng)理鄭家升告訴記者。

據(jù)了解，量子安全通話服務(wù)可以理解為“安全通話+量子密鑰”的服務(wù)，其中，安全通話與普通通話的區(qū)別在于——安全通話是對(duì)通話過程中的語音進(jìn)行加密后再傳送，可實(shí)現(xiàn)通話內(nèi)容防泄漏的功能。

“量子密鑰是指使用量子信息技術(shù)制備出的密鑰?！蹦壳?，國內(nèi)外可制備量子密鑰的量子信息技術(shù)主要包括量子密鑰分發(fā)（QKD）和量子隨機(jī)數(shù)發(fā)生器（QRNG）兩種技術(shù)，如上半年三星發(fā)布的“量子加密手機(jī)”就是手機(jī)內(nèi)置了量子隨機(jī)數(shù)芯片。據(jù)報(bào)道，英國電信正計(jì)劃使用QKD技術(shù)構(gòu)建安全網(wǎng)絡(luò)，將在5G基站與移動(dòng)終端設(shè)備以及聯(lián)網(wǎng)汽車之間建立“超安全鏈接”。

量子密鑰的特點(diǎn)在于其隨機(jī)性，密鑰生成基于物理機(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。它是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)未知的量子態(tài)不能夠被精確復(fù)制，一旦被測(cè)量也會(huì)被破壞。因此這樣的量子密鑰的安全性也有量子力學(xué)的理論保證。

“在量子密鑰傳輸過程中，試圖竊聽者不可能做到既偷聽又不會(huì)被發(fā)現(xiàn)?！编嵓疑忉屨f，這種不依賴計(jì)算復(fù)雜性，而是基于量子力學(xué)基本原理的密碼產(chǎn)生方式就是量子保密通信。

量子密鑰從功能角度分為兩種：一是用于認(rèn)證的預(yù)充注在量子安全SIM卡上的量子密鑰;二是用于語音加密的量子密鑰，由量子密鑰分發(fā)網(wǎng)絡(luò)實(shí)時(shí)生成?！笆褂昧孔影踩ㄔ挿?wù)時(shí)，用戶撥號(hào)觸發(fā)認(rèn)證過程，使用預(yù)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)通話語音進(jìn)行加密，每次通話均使用不同的量子密鑰?！编嵓疑嬖V記者。

這里所提到的安全SIM卡，結(jié)合了普通SIM卡和安全芯片的功能，在為手機(jī)提供安全保護(hù)的同時(shí)，又不會(huì)額外多占用手機(jī)卡槽。用戶現(xiàn)有的手機(jī)通過安裝安全SIM卡即可享受量子安全通話服務(wù)，也就是說，量子安全通話服務(wù)并不需要專用定制手機(jī)。但記者了解到，如果希望使用量子安全通話服務(wù)，則通話雙方手機(jī)都需要支持這個(gè)功能。

據(jù)介紹，想要應(yīng)用量子密鑰的每個(gè)用戶需要先到臨近電信網(wǎng)點(diǎn)的服務(wù)站下載自己的專屬密鑰，這是用量子隨機(jī)數(shù)發(fā)生器產(chǎn)生的真隨機(jī)數(shù)（量子態(tài)的坍縮產(chǎn)生的隨機(jī)數(shù)）。通話時(shí)，雙方各自對(duì)應(yīng)的服務(wù)站之間通過量子密鑰分發(fā)共享應(yīng)用密鑰，再用兩人各自的專屬密鑰將應(yīng)用密鑰加密后發(fā)給雙方，雙方就可以進(jìn)行保密通話了。

記者了解到，量子密鑰分發(fā)網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)需要依托光纖網(wǎng)絡(luò)。2020年11月，中國電信宣布正式啟動(dòng)“量子鑄盾行動(dòng)”并發(fā)布了量子城域網(wǎng)方案，布局量子安全產(chǎn)業(yè)，計(jì)劃在未來5年，通過“量子鑄盾行動(dòng)”率先為10個(gè)城市的公共安全提供“量子安全云”，為100個(gè)城市提供量子安全組網(wǎng)方案，為1萬個(gè)政企客戶提供量子安全加密解決方案，為1000萬移動(dòng)終端用戶提供量子安全通話服務(wù)。

1.本文從哪幾個(gè)方面來介紹“量子安全通話服務(wù)”的？

答： __________________________________________________________________________________

2.量子密鑰有什么特點(diǎn)？

答：____________________________________________________________________________________

3.生成手機(jī)上的量子密鑰有哪兩種方式？

答： ___________________________________________________________________________________

4.選出對(duì)文章內(nèi)容理解不準(zhǔn)確的一項(xiàng)（ ? ）。

A.量子安全通話技術(shù)已經(jīng)實(shí)現(xiàn)，它的亮點(diǎn)不在可加密，而在加密方式。

B.配備了量子密鑰的手機(jī)具有更高的通話安全性，竊聽者不可能做到既偷聽又不會(huì)被發(fā)現(xiàn)。

C.英國電信正計(jì)劃使用量子隨機(jī)數(shù)發(fā)生器技術(shù)建立龐大的“超安全鏈接”。

D.雖然量子安全通話技術(shù)具有廣闊的發(fā)展前景，但通信加密需求有待市場(chǎng)考證。

（遼寧? 黃書滿供稿）

（參考答案見第64頁）

（選自《科技日?qǐng)?bào)》2020年12月9日，有刪改）