兩種可以實(shí)現(xiàn)量子安全的前沿技術(shù)手段在真實(shí)網(wǎng)絡(luò)里完成了融合實(shí)驗(yàn)。

近日，國(guó)盾量子、中國(guó)科大、國(guó)科量子、濟(jì)南量子院與上海交大等單位組成的聯(lián)合團(tuán)隊(duì)完成了國(guó)際首次量子密鑰分發(fā)（QKD）和后量子密碼（PQC）融合可用性的現(xiàn)網(wǎng)驗(yàn)證。相關(guān)工作7月30日作為編輯推薦文章發(fā)表在著名學(xué)術(shù)期刊《Optics Express》上。

量子計(jì)算時(shí)代的信息安全問(wèn)題是全世界的研究熱點(diǎn)，目前的解決方案主要有QKD和PQC兩種。國(guó)際上比較普遍的觀點(diǎn)是：QKD具有長(zhǎng)效安全性，但缺少認(rèn)證手段、應(yīng)用成本相對(duì)較高；PQC具有功能和應(yīng)用體系與傳統(tǒng)密碼兼容的優(yōu)勢(shì)，但缺少安全性證明。相對(duì)于在兩種技術(shù)路線間“二選一”，融合兩者優(yōu)勢(shì)可能是更為有效的方法。今年5月，研究團(tuán)隊(duì)已經(jīng)在實(shí)驗(yàn)室中對(duì)“QKD+PQC”融合方案的可行性進(jìn)行了驗(yàn)證。

最新的研究進(jìn)一步在現(xiàn)網(wǎng)實(shí)際業(yè)務(wù)中驗(yàn)證了融合方案的可行性,不僅將PQC認(rèn)證協(xié)議集成到QKD設(shè)備內(nèi)部，還在多用戶、現(xiàn)網(wǎng)通信條件下進(jìn)行了長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行測(cè)試。

本次實(shí)驗(yàn)中，研究人員使用了國(guó)盾量子系統(tǒng)頻率為40MHz的QKD設(shè)備進(jìn)行協(xié)議集成，PQC認(rèn)證協(xié)議參與了QKD協(xié)議交互的對(duì)基、糾錯(cuò)、保密增強(qiáng)、密鑰校驗(yàn)等全部數(shù)據(jù)交互環(huán)節(jié)；在真實(shí)的量子保密通信網(wǎng)絡(luò)中運(yùn)行，包括14個(gè)用戶節(jié)點(diǎn)、5個(gè)光交換節(jié)點(diǎn)49條光纖鏈路，網(wǎng)絡(luò)線路均為中國(guó)聯(lián)通正常運(yùn)營(yíng)的商業(yè)線路；整個(gè)測(cè)試系統(tǒng)持續(xù)運(yùn)行36天，采用PQC認(rèn)證后的成碼率與原成碼率相比誤差在2%范圍內(nèi)，證明了融合方案對(duì)QKD性能并未產(chǎn)生明顯影響。

審稿人認(rèn)為其解決了網(wǎng)絡(luò)安全方面的一個(gè)長(zhǎng)期問(wèn)題。該研究證明了“PQC+QKD”的融合方案能夠有效適應(yīng)規(guī)模網(wǎng)絡(luò)的交互通信條件，在實(shí)際應(yīng)用中具有可行性，為QKD設(shè)備大規(guī)模認(rèn)證提供了一種便利的新型手段，也為融合技術(shù)的進(jìn)一步研究和應(yīng)用推廣奠定基礎(chǔ)。

本實(shí)驗(yàn)是跨領(lǐng)域、跨團(tuán)隊(duì)，科研和產(chǎn)業(yè)結(jié)合的探索。實(shí)驗(yàn)采用國(guó)盾量子自主研制的QKD產(chǎn)品，利用濟(jì)南城域量子保密通信網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。國(guó)盾量子的技術(shù)人員為論文的共同第一作者。中國(guó)科大（潘建偉院士、張強(qiáng)教授等知名量子信息學(xué)者）、上海交大（郁昱教授，常年從事密碼學(xué)和后量子密碼學(xué)研究）等研究人員參與了本次實(shí)驗(yàn)。

論文鏈接：

https://www.osapublishing.org/oe/fulltext.cfm?uri=oe-29-16-25859&id=453809

（本文綜合自《科技日?qǐng)?bào)》、澎湃新聞等）

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