當(dāng)前，網(wǎng)絡(luò)攻擊快速增長(zhǎng)，威脅并阻礙了各行業(yè)向數(shù)字世界的轉(zhuǎn)型步伐。而量子通信技術(shù)作為近二十年發(fā)展起來(lái)的新型交叉學(xué)科，逐步從理論走向?qū)嶒?yàn)，并向?qū)嵱没l(fā)展。而其自帶的諸多安全屬性，正成為捍衛(wèi)我國(guó)高級(jí)別安全通信的重要手段。

傳統(tǒng)加密均可被破解

信息技術(shù)經(jīng)過(guò)多年發(fā)展正面臨著兩大嚴(yán)峻挑戰(zhàn)。首先，就是信息安全瓶頸的問(wèn)題。由于所有依賴計(jì)算復(fù)雜度的傳統(tǒng)加密算法，原則上都可能被破解，已變成通信技術(shù)方面的一大瓶頸。

傳統(tǒng)加密算法原則上都可能被破解

目前廣泛使用的RSA 512位加密算法已在1999年被破解，RSA 768位于2009年被破解，RSA 1024位呢？也就是說(shuō)隨著計(jì)算能力的發(fā)展，原來(lái)安全的加密算法都可能變得不安全。

無(wú)法完成2的80次／年搜索

其次，是現(xiàn)階段的計(jì)算能力非常有限。因?yàn)榛谀柖傻膫鹘y(tǒng)計(jì)算能力發(fā)展模式正表現(xiàn)出受到嚴(yán)重制約性。甚至有科學(xué)家舉例道，即使將全世界所有的計(jì)算能力包括人們的手機(jī)全部加起來(lái)，全球計(jì)算能力的總和目前還沒(méi)有辦法在一年里完成2的80次方或者90次方的數(shù)據(jù)窮舉搜索。

現(xiàn)階段的計(jì)算能力非常有限

而上述瓶頸問(wèn)題，顯然已為當(dāng)下的通信安全帶來(lái)了不可估量的威脅。

量子是非常小的顆粒，是構(gòu)成物質(zhì)最基本的單位，也是能量最基本的攜帶者，具有一種不可分割性。而量子不可克隆定理，則導(dǎo)致量子沒(méi)辦法被精確復(fù)制，正是這個(gè)原因，也令其無(wú)法通過(guò)測(cè)量將量子復(fù)制出來(lái)，這就構(gòu)成量子加密技術(shù)安全性的一個(gè)前提。

量子具有不可分割性，亦不可復(fù)制

而由于量子的上述特性，讓它可以被用來(lái)進(jìn)行更加前衛(wèi)的通信加密。其中顯著的安全屬性包括：

第一，利用量子的不可分割性進(jìn)行量子密鑰分發(fā)。假如有竊聽(tīng)者竊聽(tīng)的話，就會(huì)將承載量子密鑰的光拿走，而接收者就收不到這個(gè)密鑰了，竊聽(tīng)行為就會(huì)被暴露。

第二，利用量子不可克隆特性防止測(cè)量。一旦有攻擊者想對(duì)量子密鑰進(jìn)行拍照，術(shù)語(yǔ)叫測(cè)量，量子密鑰即會(huì)發(fā)生變化。最后密鑰發(fā)送者與接收者進(jìn)行比對(duì)就會(huì)知道密鑰是否被看過(guò)，而不能用了。

以上都可以有效防止竊聽(tīng)攻擊的方式，通過(guò)這些方式還可丟掉存在確定風(fēng)險(xiǎn)的密鑰。如果線路始終被人家干擾，就可以利用網(wǎng)絡(luò)切換線路把密鑰很好送到終端，保證密鑰安全目的。而讓量子通信堪稱為一種無(wú)法被破譯的加密方式。

第三，量子密鑰產(chǎn)生速率遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于傳統(tǒng)密鑰的更換頻率。利用此點(diǎn)特性，可以使用簡(jiǎn)單算法對(duì)數(shù)據(jù)密鑰加密可以實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)論證，這樣可以提高安全性和減少數(shù)據(jù)的延時(shí)等等。

第四，量子通信安全性可超目前專網(wǎng)。量子通信安全網(wǎng)關(guān)通過(guò)密鑰分配、密鑰管理、數(shù)據(jù)加解密，可令其安全性超越現(xiàn)有專網(wǎng)。量子密鑰在遠(yuǎn)距離的時(shí)候，存碼量還是比較低，可以用它做密鑰分配的手段，可以和目前非常好的對(duì)成加密系統(tǒng)結(jié)合在一起，對(duì)稱加密優(yōu)點(diǎn)是破解比較困難，加密效率比較高，缺點(diǎn)是密鑰傳輸?shù)陌踩噪y以保障，多用戶密鑰管理困難，密鑰更新速率慢。

中國(guó)科學(xué)院院士、中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)常務(wù)副校長(zhǎng)潘建偉曾表示，“希望通過(guò)10－15年努力，經(jīng)過(guò)嚴(yán)密論證，能夠與經(jīng)典網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)無(wú)線連接的通信一體的保密通信網(wǎng)絡(luò)體系，加強(qiáng)網(wǎng)絡(luò)安全、通信安全，數(shù)據(jù)認(rèn)證和身份認(rèn)證的安全。同時(shí)這樣的網(wǎng)絡(luò)本身，可以用來(lái)構(gòu)造一個(gè)新的高精度的全球化的頻率標(biāo)準(zhǔn)傳遞。”

量子通信正成為我國(guó)構(gòu)建未來(lái)網(wǎng)絡(luò)防御體系的一項(xiàng)重要手段

結(jié)語(yǔ)

量子力學(xué)催生出新的信息技術(shù)，在近百年發(fā)展過(guò)程中，為了解決重大問(wèn)題已經(jīng)做好了準(zhǔn)備。現(xiàn)在量子通信更提供了一種安全的通信方式?？梢哉f(shuō)，量子計(jì)算是和平年代的核武器，由于我國(guó)重視較早，雖然各國(guó)均處于并跑階段，只要中國(guó)持續(xù)發(fā)力，發(fā)展前景還是可期的。