中國的科研界和產(chǎn)業(yè)界正攜手應(yīng)對量子計算帶來的信息安全挑戰(zhàn)。

　　近日，來自中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)、上海交通大學(xué)、云南大學(xué)與【國盾量子(688027)、股吧】、國科量子等公司的聯(lián)合研發(fā)團隊宣布，完成了國際上首次量子密鑰分發(fā)（QKD）和后量子加密算法（PQC）的融合應(yīng)用。相關(guān)論文5月6日發(fā)表在知名學(xué)術(shù)期刊《NPJ Quantum Information》上。

　　隨著量子計算的飛速發(fā)展，經(jīng)典密碼算法的安全性也受到極大威脅。而能抵御量子計算破解、實現(xiàn)“量子安全”的技術(shù)路線主要有兩種：一是量子保密通信，其中發(fā)展成熟的主要是量子密鑰分發(fā)（QKD），具有不依賴于數(shù)學(xué)假設(shè)的無條件安全性；二是后量子加密（PQC）算法，比如格密碼，目前已知的量子計算算法無法有效破解。

　　QKD、PQC兩種技術(shù)路線之間是競爭還是合作，也一直是外界聚焦的問題。

　　中國團隊的實驗證明兩種技術(shù)可實現(xiàn)優(yōu)勢互補，并非“二選一”的零和博弈。本次研究中，科研人員在QKD網(wǎng)絡(luò)中使用PQC認證代替原來的QKD設(shè)備預(yù)制密鑰認證，且驗證了新方案在城域范圍內(nèi)QKD中繼網(wǎng)絡(luò)和全通網(wǎng)絡(luò)中應(yīng)用的可行性。利用PQC認證，可以將QKD網(wǎng)絡(luò)中可信中繼替換為光開關(guān)，每個用戶只需要通過PKI申請1個數(shù)字證書，就可以實現(xiàn)任意兩用戶之間的直連；新用戶也只需要獲得1個數(shù)字證書，就可以立即與其他用戶建立QKD連接，提高了QKD網(wǎng)絡(luò)的操作性和效率。

　　研究結(jié)果顯示，這種新型安全認證方案可以利用PQC簡化QKD在復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下的身份認證和密鑰管理，同時QKD則提供了PQC等公鑰體系無法確保的無條件安全性，兩種技術(shù)結(jié)合，進一步保障量子保密通信網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)安全性，也提高了量子保密通信網(wǎng)絡(luò)的經(jīng)濟性、便利性，將極大促進量子保密通信的應(yīng)用和推廣前景。

　　值得注意的是，本實驗也是跨領(lǐng)域、跨團隊，科研和產(chǎn)業(yè)結(jié)合的探索。公開資料顯示，中國科大的研究人員包括潘建偉院士、張強教授等知名量子信息學(xué)者；上海交通大學(xué)郁昱教授來自于計算機系，常年從事密碼學(xué)和后量子密碼學(xué)研究。

　　實驗設(shè)備采用了國盾量子自主研制的QKD產(chǎn)品，國盾量子研發(fā)團隊在實驗中進行了相關(guān)QKD設(shè)備和PQC上位機通信的設(shè)計，搭建實驗平臺完成QKD+PQC的網(wǎng)絡(luò)實驗的數(shù)據(jù)采集、分析等工作。各方共同發(fā)揮自身的科研和產(chǎn)業(yè)優(yōu)勢，推動量子安全技術(shù)的融合發(fā)展。