九州量子趙義博團(tuán)隊(duì)推出全球首個(gè)量子密鑰云

近日，九州量子趙義博、朱斌團(tuán)隊(duì)宣布全球首個(gè)量子密鑰云開(kāi)發(fā)完成。該秘鑰云的推出，可以推進(jìn)量子技術(shù)公司與網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營(yíng)商、信息安全廠商以及通信設(shè)備廠商共同的迅速融合，加速量子產(chǎn)業(yè)的落地應(yīng)用。換言之，量子技術(shù)不但能為國(guó)家安全服務(wù)，還能為老百姓的安全提供服務(wù)，這為量子信息技術(shù)走入千家萬(wàn)戶打下了基礎(chǔ)。

目前，量子密鑰分配技術(shù)被視為最為安全的密鑰傳輸技術(shù)，它可以為通信雙方傳輸大量對(duì)稱密鑰。對(duì)稱密鑰的安全強(qiáng)度極高，但對(duì)稱密鑰也有重大缺陷——使用對(duì)稱密鑰通信的任意兩兩之間都必須共享密鑰。這導(dǎo)致了對(duì)稱密鑰的組網(wǎng)較為復(fù)雜，使其在組網(wǎng)方面遠(yuǎn)劣于非對(duì)稱密鑰體系。例如，在非對(duì)稱密鑰體系中，可以采用一對(duì)多的模式，通信的中心擁有私鑰并將公鑰公布給其他各方，通信其他各方擁有相同的公鑰，這樣一對(duì)多通信、簽名等應(yīng)用模式就變得極為簡(jiǎn)單。但在對(duì)稱密鑰體系中，即使在一對(duì)多的通信中，通信中心的主體也必須擁有其他所有節(jié)點(diǎn)的私鑰，而其他所有節(jié)點(diǎn)所擁有的密鑰各不相同，這就會(huì)給廣播通信、簽名、認(rèn)證等應(yīng)用帶來(lái)很大不便。

趙義博說(shuō)，量子通信若要傳輸對(duì)稱密鑰，必須系統(tǒng)性解決對(duì)稱密鑰組網(wǎng)的問(wèn)題。在過(guò)去的量子應(yīng)用領(lǐng)域由于結(jié)構(gòu)規(guī)劃不系統(tǒng)，每個(gè)行業(yè)接入量子系統(tǒng)因網(wǎng)絡(luò)狀況以及組網(wǎng)模式的不同都需進(jìn)行單獨(dú)地定制，只能建造單一符合自己的支撐系統(tǒng)，過(guò)程復(fù)雜繁瑣且成本極高。

為了解決上述問(wèn)題，九州量子的研發(fā)團(tuán)隊(duì)將整個(gè)量子通信應(yīng)用體系分成了三層架構(gòu)。最低層為密鑰傳輸層，該層負(fù)責(zé)接收指令完成密鑰分發(fā)工作。最上層則為應(yīng)用層，只需對(duì)接應(yīng)用行業(yè)，了解需求方。量子密鑰云作為從量子設(shè)備到各種應(yīng)用行業(yè)的中間支撐平臺(tái)，將通過(guò)自身算法完成包括量子密鑰分配的調(diào)度、可信中繼、路由以及整個(gè)密鑰網(wǎng)的管理、級(jí)聯(lián)、認(rèn)證、接口等一系列配置。

無(wú)需針對(duì)不同的應(yīng)用行業(yè)進(jìn)行單獨(dú)定制，只需將應(yīng)用行業(yè)的設(shè)備連至量子密鑰云終端，而量子密鑰云終端直接連接量子密碼設(shè)備，量子密碼設(shè)備連接光纖接入量子機(jī)房就可以實(shí)現(xiàn)正常的量子安全運(yùn)轉(zhuǎn)了，至于不同的光纖網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)用戶根本無(wú)需考慮，秘鑰云自身自適應(yīng)配置。操作簡(jiǎn)單快捷之余，成本也被大大降低了。具體操作就像日常操作電腦上網(wǎng)一樣簡(jiǎn)單，只需將光纖接入量子密鑰設(shè)備，應(yīng)用設(shè)備連接量子秘鑰云終端的上網(wǎng)口，用初始秘鑰登錄即可。

那么，開(kāi)發(fā)這樣一套秘鑰云結(jié)構(gòu)，它的設(shè)計(jì)難點(diǎn)在什么地方呢？“難點(diǎn)有三個(gè)。首先，該云結(jié)構(gòu)有海量的協(xié)議，我們必須保證這些協(xié)議之間能夠無(wú)障礙協(xié)作，協(xié)議的細(xì)節(jié)也需要精心優(yōu)化設(shè)計(jì)，每個(gè)執(zhí)行步驟都要保證其安全性，絕對(duì)不能出現(xiàn)安全漏洞。其次，最終對(duì)外接口和指令要足夠簡(jiǎn)單、可靠。另外，該密鑰云結(jié)構(gòu)還需要向下能兼容國(guó)際上各家的QKD設(shè)備，向上能夠方便對(duì)接各種應(yīng)用、不給應(yīng)用廠家?guī)��?lái)過(guò)高成本，任意應(yīng)用只需簡(jiǎn)單調(diào)用指令便可獲取量子密鑰。同時(shí)滿足以上三點(diǎn)，才能保證云結(jié)構(gòu)的高度安全、高度方便、高度可靠。用戶在實(shí)現(xiàn)了安全的同時(shí)根本無(wú)須知道量子到底是什么，量子網(wǎng)絡(luò)如何組建，量子設(shè)備如何接入等。”趙義博說(shuō)。

記者了解到，趙義博博士師從郭光燦院士，曾擔(dān)任問(wèn)天量子總經(jīng)理，現(xiàn)為九州量子副總裁，是中國(guó)最早從事量子信息產(chǎn)業(yè)化的量子專業(yè)博士。據(jù)了解，為了實(shí)現(xiàn)該結(jié)構(gòu)并保證其安全性，趙義博、朱斌從中科大、清華、復(fù)旦等名牌大學(xué)招募了大量從事網(wǎng)絡(luò)協(xié)議、信息安全、智能設(shè)備等方面的人才。最終，團(tuán)隊(duì)經(jīng)過(guò)多輪的智力碰撞后，成功推出了密鑰云1.0版本。值得一提的是，趙義博團(tuán)隊(duì)還專門(mén)聘請(qǐng)了中國(guó)最頂級(jí)的黑客組建團(tuán)隊(duì)對(duì)秘鑰云進(jìn)行反復(fù)攻擊、測(cè)試，以確保萬(wàn)無(wú)一失。

據(jù)趙義博介紹，接下來(lái)，該密鑰云結(jié)構(gòu)很快將應(yīng)用于蕭山量子城域網(wǎng)和鎮(zhèn)江量子城域網(wǎng)，從而徹底實(shí)現(xiàn)經(jīng)典通信、經(jīng)典應(yīng)用和量子密鑰通信之間的無(wú)縫連接。同時(shí)，它還能使得各QKD設(shè)備商、各網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營(yíng)商、各信息安全廠商、各通信設(shè)備廠商之間實(shí)現(xiàn)完美對(duì)接。