量子计算机破解现有互联网安全机制的“Q日”正在逼近。专家预测,能够破解当前公钥加密算法的量子技术可能在2030年代实现。面对这一挑战,运营商和网络服务商需要提前规划,因为技术基础设施升级复杂且耗时,且攻击者已开始采用监控技术收集数据,为未来解密做准备。

当前网络系统依赖的公钥密码学,如RSA和椭圆曲线密码学,在密码学相关量子计算机出现后将面临风险。全球移动通信系统协会的白皮书指出:“在量子计算能力可用前,恶意行为者可能收集并存储数据,待未来解密。这威胁到企业知识产权、国家机密等长期保密数据的安全。”这种“现在收集,稍后解密”的策略凸显了量子安全准备的紧迫性。
为应对威胁,分层方法应运而生,包括后量子密码学、量子密钥分发和量子安全通信。量子安全通信利用基于纠缠的协议,如E91和BBM92,这些协议经过数十年研究,具有可证明的安全性。与量子密钥分发使用可信中继节点不同,量子安全通信采用安全的量子中继器,形成多用途量子网络,支持数据传输、量子位置验证等应用。
量子网络旨在增强而非取代经典网络。运营商无需大规模升级现有设备,可通过量子网络卸载加密密钥建立等功能。实现量子就绪的解决方案包括:灵活软件以对接多供应商设备;软件定义网络架构分离数据、控制和编排平面;以及可扩展的量子解决方案,适应未来需求变化。
基于纠缠的量子网络能与现有基础设施集成,保留路由器、防火墙等设备,仅改变密钥生成和分发方式。它为运营商提供秘密密钥,保护数据免受未来量子威胁,同时支持量子位置验证等创新安全功能。通过利用现有投资,量子安全通信为应对量子计算挑战提供了实用路径。









