量子通信行业报告：量子计算、量子通信、量子测量（20页）

行业报告下载 2022年02月26日 08:46 管理员

量子通信则主要是指量子加密通信，即利用量子的叠加态和纠缠效应，在经典通信的辅助下进行量子密钥的产生、分发和接收，可以在很大程度上提升信息的安全性。基于量子密钥分发和对称加密算法的量子保密通信技术已经初步实用化，在商用设备、实验网络和示范应用等方面取得了一定的进展，但仍面临下游需求不明，业绩持续性不足等问题。具体到量子通信的业务模式来看，量子通信主要依赖量子随机数发生器（QRNG）、量子密钥分发设备（QKD）等一系列量子密钥生成和传输设备集合形成密钥资源，并进一步依赖集成后的量子安全设备和量子网络为政务、金融、电力、数据中心等客户提供信息加密服务。利用量子现象进行加密最早由哥伦比亚大学的科学家Stephen Wiesner 于1969年在论文《共轭编码（conjugate coding）》中提出。后来其好友 IBM 公司的研究人员 Charlie H. Bennett 和加拿大蒙特利尔大学的教授 Gilles Brassard 受到了 Stephen Wiesner 的启发，在 1984 年在印度召开的一个国际学术会议上提交了一篇论文《量子密码学：公钥分发和拋币》 (Quantum cryptography：Public key distribution and coin tossing)。

他们在这篇论文中提出了 BB84 协议，该协议把密码以密钥的形式分配给信息的收发双方，因此也称作“量子密钥分发（QKD）”。量子随机数发生器（QRNG）当前的数据加密主要依赖特定的算法，在算法中输入不同的参数从而得到不同的加密结果，所输入的一系列参数就是加密密钥。而算法方面，当前国际上加密主要均依赖几种特定的算法，因此一般对于窃听者而言，得到密钥就相当于得到了明文，即破解了本次加密。在这样的背景下，密钥的随机性具备重要的意义。而密钥的随机性直接与密钥生成所依赖的随机数生成方法相关，随机数的生成可以分为两种基本类型：软件和硬件。基于软件的随机数生成被称为伪随机数发生器即 PRNG，软件的问题来自于其生成算法的确定性，若其算法被破解，则可对其产生的随机数进行预测，故而安全性较低。