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韩超:信通院已具备全面的量子保密通信监测能

2018-10-12 12:35栏目:通信技术

  (六月/文)量子通信作为国家重点发展的战略性产业,是近年来很热门的一个词汇。目前量子通信实现产业化的主要是量子保密通信技术,该技术有着独步于传统保密通信技术的安全特性,成为业界关注的重点。

  中国信通院紧跟信息通信新技术发展,在量子保密通信领域进行了深入的研究。在2018中国国际信息通信展(以下简称PT展)上,中国信通院也重点展出了在量子保密通信系统检测方面的能力与成果,同时还包含部分产业研究成果与标准化的工作。

  那么,究竟目前量子保密通信产业现状如何?信通院在这方面做了哪些具体工作?目前我国量子保密通信产业的发展还面临哪些问题?在PT展期间,中国信息通信研究院工程师韩超在接受飞象网记者采访时进行了详细的解读。

  “量子通信目前实现产业化的主要是量子保密通信技术,我国量子保密通信产业虽然起步较晚,但在政府、学术界和产业界的共同努力下,目前已达到世界先进水平。” 韩超对记者讲到。

  具体而言,在技术研究方面,在潘建伟院士团队、郭光灿院士团队为代表的众多学者的努力下,我国量子保密通信的理论和应用水平实现了从落后到领先的跨越式发展,目前处于世界技术研究和应用的前沿阵地;核心设备方面,以国盾量子、问天量子为代表的企业自主研发和生产了量子密钥分配终端设备,已广泛应用于量子保密通信网络中;网络建设方面,我国目前实现了多区域、多层级、大跨距的量子保密通信网络覆盖。发改委印发的《国家发展改革委办公厅关于组织实施2018年新一代信息基础设施建设工程的通知》将“国家广域量子保密通信骨干网络建设一期工程”列为支持重点。通过墨子号卫星试验,我国已具备实现量子保密通信广域网络的技术基础。

  韩超进一步表示:“另外,传统通信行业的企业也纷纷参与到量子保密通信发展中来,像三大运营商、华为、中兴,以及中通建,大唐电信,神州数码,亨通光电等都在积极进行相关试验验证、产品研发、网络集成、标准制定等方面的工作。量子保密通信与传统通信的融合是当前研究的重点。”

  量子保密通信可实现理论上无条件安全的信息通信,但在实际应用中,由于器件的非理想性以及环境影响等因素,其实际安全性和稳定性会受到影响。因而须对量子保密通信系统和设备进行检测,以保障通信过程的安全性和可靠性。

  据介绍,针对量子保密通信的特点,信通院在与行业领军企业和研究机构紧密沟通合作,结合已有检测能力的基础,目前已建立了针对量子密钥分发系统、量子密钥管理系统和量子加密应用系统等较为全面的检测能力。

  “量子密钥分配设备和系统方面,中国信通院泰尔实验室可对单光子特性、攻防特性、稳定性以及电磁兼容性、系统成码特性等进行多方面的检测” 韩超讲到:“在这些检测当中,安全密钥的随机性,以及系统对特洛伊木马攻击、强光攻击、分光攻击等攻击行为的防护功能都是保证系统通信安全的关键;系统在线路干扰下的稳定性则是保障系统稳定运行的重要指标;这几个方面的检测需要重点关注。”

  在谈及开展量子保密通信设备监测工作时面临的难点时,韩超坦言:“与传统光通信系统不同,量子保密通信采用单光子级别的光脉冲信号来传输密钥信息。由于单光子信号的功率极低,大约在10的负8次方mW级别,传统的光学测试仪器无法进行检测。”

  本次信通院展示的量子光信号平均光子数测试系统,就是专门针对单光子脉冲信号的检测而搭建的。该系统所进行的平均光子数检测,主要用于检验量子保密通信系统中单光子脉冲平均光子数的理论设定值与实际之间的差异,如果二者相差较大,则有可能会给系统的安全性带来漏洞。本次展示的量子光信号平均光子数测试系统可以读取量子光信号的平均光功率,计算得到每秒和每脉冲的平均单光子数。

  中国信息通信研究院除了建设较为全面的量子保密通信系统检测能力,可提供多方面、多维度的检测服务外,还公开发表了《量子通信技术与应用发展》等专题报告。中国信息通信研究院将从产业研判、标准化研究与检测服务等三大方面推动量子保密通信产业的发展。韩超表示:“作为国内权威的第三方检测实验室,中国泰尔实验室将致力于建设全面的量子保密通信系统与设备的检测能力,为客户提供多维度、一站式的检测解决方案。”

  当然,我国量子保密通信产业发展还面临一些问题。一方面,目前国内还没有形成完善的标准体系和有效的测评体系。但随着产业的进一步发展,这两个体系会逐步建立,最终对产业起到促进作用。

  另一方面,实现全产业链的国产化对于量子保密通信产业的发展至关重要,而国内量子保密通信产业链中的核心器件,如高性能的单光子探测器、脉冲激光器等,目前还较依赖于进口,成本、器件稳定性、安全性等方面都得不到保障,受制于人。

  最后韩超讲到:“目前我国产业界也开始自主研发量子保密通信关键核心器件,拓展上游核心器件的研究和生产,相信在大家共同的努力下,量子保密通信产业一定会取得更好的发展。”

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