CP成真!中国这个实验,也许可以终结“量子安全”路线之争.....
Source: 测量一下scientific Time:2021-06-01
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前沿科技的发展是充满未知的、新奇的

也总是伴随着“争吵不休”,

转基因与非转基因食品哪个更“好”?

汽车混动与电动谁才是“明日之光”?

……

这次,我们来盘一盘

作为新一轮科技革命和产业变革的前沿领域,

量子安全技术领域的“路线之争”

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而且更有意思的是

测量君最近看到,

有中国科学家用一项实验证明了:

这两条路线,

其实是可以融合的!

01

P和Q ,量子安全问题的两个解?

现代社会信息无所不在,

与之相对的信息安全

同样涉及我们生产生活的方方面面。

国家安全、基础设施安全、个人隐私保护

……

现在,量子计算技术加速发展,

有望成为未来科技加速演进的“催化剂”,

推动生物医学、气象预报、武器研制等

众多领域迎来突破。

但量子计算同时,是一把双刃剑

其在密码破译方面具有天然优势,

或将成为破坏信息安全的"一把利刃"。

 

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由于密码是信息安全的核心,

对应于量子计算的攻击,

”量子安全“的概念也被相应地提出。

量子安全:即使面对量子计算的挑战也能得到保证的信息安全。

(敲重点)目前,实现量子安全的方式主要分为两类:

 

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“信息论安全”在密码学领域也被称为“无条件安全”,这里的“条件”特指计算能力的限制,即安全性没有基于攻击者计算能力的假设。

随着谷歌宣布2029年量子计算机商用,

量子计算在密码破解方面的威胁也越发紧迫,

上面说的两个能应对量子挑战的课代表就站出来了:

量子保密通信领域的代表——

量子密钥分发(QKD),

和经典密码算法领域的

后量子密码(PQC),

关于他们两到底谁能挑起对抗量子计算的安全大旗,

他们的粉丝挑起了一场

非此即彼、你死我活的战争。

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02

PQC、QKD,优劣之争?

同为抗量子计算的,

PQC和QKD长期以来,都有“唯粉”

彼此相互对立、相互矛盾...

比如说:

在2003年,美国国防高级计划研究局(DARPA)

就建立了第一个QKD网络,

但不知道是哪些方面考虑,

美国政府方面的量子网络计划转入沉寂......

2020年11月18日,

美国国家安全局(NSA)发表了一篇

关于量子密钥分发和量子密码的政策报告。

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NSA认为PQC比QKD

更具成本效益,更易于维护。

出于这些原因,

“在解决问题前,

NSA不支持使用QKD或量子密码

来保护国家安全系统中的通信”。

此外,

英国、法国也有国家网络安全部门

也曾发布公开报告指出QKD技术上的局限性。

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我们中国,一直在QKD上很有优势,

成功实现“换道超车”。

2016年世界首颗量子科学实验卫星“墨子号”发射,

2017年世界首条远距离量子保密通信京沪干线完工。

截至目前,我国科学家已成功构建

跨度达4600公里的天地一体化量子通信网络,

并接入金融、电力、政务等150多家行业用户。

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但欧、美等传统发达国家

在经典加密和算法等领域具有长期优势,

中国PQC领域这几年虽然有很大发展,

但在国际上实力还比较弱小,

NIST(美国国家标准与技术研究院)

早在2016年启动了抗量子密码的国际标准化,

中国积极参加了这项PQC标准甄选工作。

遗憾的是,

最终,没有中国研究者提交的算法入围。

不过在“新型举国”体制下,

中国的科研团队正奋起直追~~

03

渐生情愫?当对方优点被发现

PQC与QKD,

人前看上去是冤家,

实际上都是“抵抗量子计算”的信息安全阵营的伙伴

有着同一个目标,

那冤家也可能变成“欢喜冤家”

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QKD方面,

如果要达到中国目前的技术水平和规模优势,

其他国家,

必定要投入大量的资金进行追赶.....

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有的嘴上说着“不要”QKD

行动却已很是明显。2020 年 3 月,

英国国家网络安全中心更新了他们对QKD的白皮书,

相较2016年其观点有了明显的改变。

通过了解近年来QKD的进展,

其同意放宽对QKD的使用限制。

英国量子加密技术公司ArQit

最近宣布与英国政府、英国电信(BT)以及维珍轨道公司合作,计划于2023年发射两颗量子卫星.......更值得注意的是:

QKD与PQC彼此的优势,

正在让技术及产业界呼吁两种技术结合的思考

也越来越多.....

法国电信最近在国际会议上制作了“应援海报“(不是)

(CP粉势力不断壮大, 芜湖~)

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有人在电脑屏幕前“磕生磕死”

当然也就有人在嚼舌根,

依旧说QKD不如PQC之类的挑拨离间......

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恕测量君直言,

所谓的”王雪金博士“不仅知网查无此人,

甚至这么简单的标题都能拼写错误。

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04

中国实验,CP成真!

还有的人,

人狠话不多,想做就敢试.......

2020

中国信息协会量子信息分会就曾在

《量子安全应用白皮书》中提出:

“QKD + PQC”类型的应用方案使密码系统整体能够应对量子攻击。

最近,中国 磕学家 科学家,

迈出了探索QKD与PQC结合的第一步。

日前,中国科大团队潘建伟、张强团队(量子方面专家)

与云南大学、上海交大郁昱团队(密码学专家)

及国盾量子公司等单位合作,

完成了QKD+PQC的融合应用实验

相关成果发表在《NPJ量子信息》上。

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该研究提供一种新型的QKD的认证方案,

进一步提高了整个QKD网络的安全性

研究者在QKD网络中

使用PQC认证代替原来的QKD设备预置密钥认证

验证了新方案在城域范围内QKD中继网络

和全通网络中应用的可行性。
利用PQC认证,

可以将QKD网络中可信中继替换为光开关,

每个用户只需要通过PKI申请1数字证书,

就可以实现任意两用户之间的直连;

新用户也只需要获得1数字证书,

就可以立即与其他用户建立QKD连接,

提高了QKD网络的操作性和效率

这也是国际上首次QKD+PQC融合应用。

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故事讲到这里,想必大家已经有了自己的结论:

QKD+PQC

这对CP不止是梦想,

而且正在成为现实!

这是中国量子信息QKD安全性研究的进展;

同样也是PQC领域的胜利~!

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再说两句

测量君觉得

中国人最擅长从看似对立的事物中

寻求合作,互相补充

从《论语》中的“君子和而不同”

到万隆会议提出的“求同存异”

通过合作谋求整体利益最大化,

是中国千年智慧的传承。

不论是转基因与非转基因

最终的目的都是为了解决吃饭问题

不论是混动与电动

最终还是为了达成环境保护的目的

而QKD与PQC同样

都是为了实现“量子安全”

看似“殊途”

实则“同归”

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