量子计算机破解密码谁能防？国内首份量子安全白皮书发布

没人知道实用量子计算机何时会到来，但这柄悬在现代公钥密码体系之上的达摩克里斯之剑，需要量子信息学和经典密码学两个领域的专家共同做准备。

12月15日，由中国信息协会牵头举办的“2020量子安全应用开发论坛”12月15日在南京召开，《2020量子安全技术白皮书》（下简称《白皮书》）在论坛上发布。这是国内首部以“量子安全”为主题的白皮书，由中国信息协会量子信息分会牵头，中国通信标准化协会量子通信与信息技术特设任务组、中国电子学会量子信息分会联合组织编写，执笔专家来自国内企业、大学和研究所等 9 家单位，涉及经典信息安全和量子技术领域。

这意味着，基于量子物理的“量子密码技术”（包括量子密钥分发QKD和量子随机数等）与基于新型数学难题的“抗量子计算密码技术”（PQC）这两种技术路线探索融合发展已经迈开脚步。

量子时代的信息安全

经典密码通常依赖于计算复杂性，在量子计算机面前或会失守，或是安全性有所下降。而量子安全技术指的是能够抵御量子计算威胁的信息安全技术。中国信息协会量子信息分会会长赵勇表示，当前，量子计算为人类打开计算新时代的同时，对现有的信息安全也提出了前所未有的挑战，量子信息技术和密码学担负着推动信息安全进入新时代的历史重任。

其中，量子密码技术的代表包括量子密钥分发QKD和量子随机数等，密码学则推出了“抗量子计算密码技术”（PQC）。

据介绍，ICT行业的主要应用场景，如各类终端设备，连通各设备的网络连接，云计算等运营模式的数据中心，以及区块链为代表的各类新兴密码应用，都存在被量子计算攻击的广泛可能性。因此，各类应用场景都具有量子安全技术的应用需求。

目前，IBM、微软、谷歌、华为等企业都投入了力量在后量子密码的研究上并形成相应成果，中国密码算法设计竞赛和标准化工作已经展开。

值得注意的是，目前国内外包括科大国盾量子（688027）、中国科学技术大学等在内的团队也开始了一些”PQC+QKD“的“混合型”量子安全密码具体解决方案的探讨。

量子安全+产业

《白皮书》同时绘制了目前国内外量子保密通信等主流量子安全技术的产业链图谱。

《白皮书》显示，经过多年技术积累和项目实践，国内外已经形成了以QKD技术为核心的较为完整的量子保密通信产业链。目前国内从事QKD系统硬件的代表性企业包括已经国盾量子、安徽问天量子、上海循态科技等，国际上有瑞士的IDQuantique公司，德国的InfiniQuant公司，美国的MagiQ等公司，以及英国的东芝欧洲研究有限公司等。此外，许多大型公司也有活跃的QKD研发小组，例如日本NTT、NEC、富士通、三菱电机等。

国内量子保密通信产业链的上下游生态也逐渐健全。上游关键器件已基本实现自主可控。例如单光子探测器件的核心近红外单光子雪崩二极管等，目前已经有一些单位如中国电子科技集团重庆声光电有限公司、光迅科技（002281）等能够量产；光学调制器件的研发生产、芯片化集成基本上也处于国际先进水平；还存在一定差距的主要是极高性能集成电路。

此外，量子保密通信也在尝试向中下游领域发展。中国电信集团不久前和国盾量子合作启动“量子铸盾行动”，计划未来5年内为1000万移动终端用户提供量子安全通话服务。国内外其他电信运营商如中国联通、中国移动、韩国SKT、韩国KT、韩国LGU+、英国电信、德国电信、西班牙电信，以及国科量子、美国QuantumXchange等新兴量子网络公司都在量子保密基础设施建设和应用试点示范方面有所布局。

《白皮书》提出，目前国内外都在研究和实践量子通信应用模式，在云和大数据服务、政务信息保护、金融业务加密、电力安全保障等方面已经率先试水并推出相关产品。