科技日報記者 吳長鋒

在不久前舉辦的2020天翼智能生態(tài)博覽會上， 中國電信展出了兩臺樣機，分別根據(jù)華為和中興現(xiàn)有手機改造而來。兩臺手機屏保為中國電信、國盾量子的標識，用戶可在通話過程中一鍵選擇兩種通話模式——“加密通話”或“普通通話”。

這種可以進行“量子安全通話”的手機究竟為何物？與傳統(tǒng)手機有何區(qū)別？

配備了“量子密鑰”的保密手機

記者了解到，就在此次博覽會期間，中國電信宣布與國盾量子成立合資公司——中電信量子科技有限公司，提前布局量子安全行業(yè)。“量子安全通話”就是中電信量子計劃推廣的產(chǎn)品之一。

“可進行量子安全通話的手機在功能上與傳統(tǒng)安全手機類似。其不同點在于結(jié)合了用量子信息技術(shù)制備的量子密鑰。”中國電信安徽公司副總經(jīng)理、中電信量子公司董事鄭家升告訴科技日報記者，對于“量子安全通話”手機，公司更傾向于將其表述為一款“支持量子安全通話服務(wù)的手機”。量子安全通話服務(wù)可以理解為“安全通話+量子密鑰”的服務(wù)；其中，安全通話與普通通話的區(qū)別在于，通過對通話語音進行加密后再傳送，從而實現(xiàn)通話內(nèi)容的防泄漏功能。

“量子密鑰是指使用量子信息技術(shù)制備出的密鑰。”鄭家升說，量子密鑰與手機安全通話結(jié)合的具體方式是：提前將量子密鑰預充注至安全SIM卡中，通過安全SIM卡對撥打安全通話時的語音數(shù)據(jù)加密，從而防止語音傳送的內(nèi)容泄漏。這其中的“安全SIM卡”，結(jié)合了普通SIM卡和安全芯片的功能。既可提供運營商入網(wǎng)的鑒權(quán)等普通SIM卡功能，又可提供安全芯片的相關(guān)功能。做到為手機提供安全能力的同時，又不額外多占用手機卡槽。用戶自己的普通手機通過使用安全SIM卡即可享受量子安全通話服務(wù)，也就是說，量子安全通話服務(wù)并不需要用戶專用定制手機。

目前，國內(nèi)外可制備量子密鑰的量子信息技術(shù)主要包括QKD（量子密鑰分發(fā)技術(shù)）和QRNG（量子隨機數(shù)，是使用量子原理制備隨機數(shù)的技術(shù)），如上半年三星發(fā)布的“量子加密手機”就是手機內(nèi)置了量子隨機數(shù)芯片。量子密鑰特點在于其真隨機性，密鑰生成基于物理機制而非數(shù)學算法，其安全性是經(jīng)過嚴格數(shù)學證明的。

據(jù)了解，中國電信預計在明年開始區(qū)域性試點推廣量子安全通話服務(wù)，由國盾量子提供相關(guān)技術(shù)支持。屆時用戶只需到營業(yè)廳將普通SIM卡更換為量子安全SIM卡并開通加密通話套餐即可享受量子安全通話服務(wù)。撥打電話時即可選擇采用量子安全通話或普通通話。但如果通信雙方希望使用量子安全通話服務(wù)，則主被叫雙方手機都需要支持這個功能。

兩種方式生成手機上的“量子密鑰”

“從功能的角度來說，量子安全通話服務(wù)中使用的量子密鑰分為兩種：一是用于認證的預充注在量子安全SIM卡的量子密鑰；二是用于語音加密的量子密鑰，由量子密鑰分發(fā)網(wǎng)絡(luò)實時生成。使用量子安全通話服務(wù)時，用戶撥號觸發(fā)認證過程，使用預充注的量子密鑰進行認證；同時從量子密鑰分發(fā)網(wǎng)絡(luò)實時獲取量子密鑰，對通話語音進行加密，每次通話均使用不同的量子密鑰。”鄭家升告訴記者。

據(jù)了解，想要應(yīng)用量子密鑰的每個用戶可先到臨近電信網(wǎng)點的服務(wù)站下載自己的專屬密鑰，這是用量子隨機數(shù)發(fā)生器產(chǎn)生的真隨機數(shù)。通話時，雙方各自對應(yīng)的服務(wù)站之間通過量子密鑰分發(fā)共享應(yīng)用密鑰，再用兩人各自的專屬密鑰將應(yīng)用密鑰加密后發(fā)給雙方，然后雙方就可以進行保密通話了。如果專屬密鑰用完了，要再去服務(wù)站補充，就像去加油站加油。

“這樣一來，通話信息具有高安全性，實現(xiàn)從主叫方手機到被叫方手機間的端到端的加密，網(wǎng)絡(luò)上的語音信息即使被其他人獲取到也無法獲得真實語音內(nèi)容，做到了保持用戶使用習慣基本不變，服務(wù)無感、高安全。”鄭家升說。

“我們目前提供量子安全通話服務(wù)的量子安全SIM卡是基于國產(chǎn)密碼芯片和國密算法的。量子安全SIM卡實現(xiàn)量子密鑰的存儲以及安全通話加解密服務(wù)，能夠滿足手機的量產(chǎn)需求。準確而言，量子安全SIM卡不能算作量子芯片。”鄭家升表示。

對于部分網(wǎng)絡(luò)媒體“在沒有信號的情況下，量子安全手機可以工作并保證信息安全”的說法，鄭家升表示，可進行“量子安全通話”的手機在基本功能上和普通手機一樣，沒有信號的情況下，無法正常通話。量子安全通話服務(wù)是將量子技術(shù)制備的密鑰應(yīng)用于安全通話，通話是需要網(wǎng)絡(luò)的，沒有信號無法進行通話。“目前在手機上主要提供量子安全通話服務(wù)，后期會根據(jù)市場需求逐步開發(fā)新的應(yīng)用。”

量子密鑰分發(fā)，你可以擁有

國盾量子技術(shù)起源于中國科學技術(shù)大學，產(chǎn)品已被部署在量子保密通信“京滬干線”在內(nèi)的量子保密通信骨干網(wǎng)等項目。

目前，量子密鑰分發(fā)網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)需要依托光纖網(wǎng)絡(luò)。而中國電信作為全球最大的光纖寬帶運營商，具備量子密鑰分發(fā)網(wǎng)絡(luò)所需的光纖資源。

據(jù)了解，中國電信今年11月宣布正式啟動“量子鑄盾行動”并發(fā)布了“量子城域網(wǎng)”方案，布局量子安全產(chǎn)業(yè)。計劃在未來5年，通過量子鑄盾行動率先為10個城市的公共安全提供“量子安全云”，為100個城市提供量子安全組網(wǎng)方案，為10000個政企客戶提供量子安全加密解決方案，為1000萬移動終端用戶提供量子安全通話服務(wù)。根據(jù)中國電信的安排，預計在2020年底或2021年初，在部分區(qū)域小規(guī)模進行試用。

有關(guān)專家指出，量子保密通信技術(shù)仍屬于新興技術(shù)，不論是“量子安全通話服務(wù)”還是“量子安全超級SIM卡”，隨機數(shù)還是QKD路線，都只是行業(yè)發(fā)展初級階段進行的嘗試探索，需要在實用過程不斷改善、加強。

業(yè)內(nèi)專家表示，單純從通話加密而言，這對手機并不是一個新興功能，但加密方式有很多種，安全性也有差別，量子安全手機在加密的方式和安全性上有了新的突破。該類手機對于政企客戶，會是一個非常值得關(guān)注的功能。但就普通消費者而言，對于加密通話功能的迫切性和必要性還有待觀察，因通話加密目前并不是手機市場的主流需求，數(shù)據(jù)安全非常重要，卻并不容易被消費者感知。但隨著智能手機中存有越來越多的個人數(shù)據(jù)和金融信息，消費者對加密的需求會日益增長。

現(xiàn)在，不只是金融、政務(wù)等高價值用戶才用得起量子密鑰分發(fā)了，普通用戶也可以擁有。覺得你的信息值不值得保密？有沒有興趣體驗下量子安全通話？

圖片由視覺中國供圖

編輯：張爽

審核：王小龍