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量子密码,靠物理还是靠数学?争了十年的问题有了新答案

来源:光明网2026-09-18 16:35

  你现在在网上传输的加密数据,比如银行流水、医疗记录、政务信息,可能正被悄悄存进某些硬盘。存它的人在等一台机器:足够强大的量子计算机。

  它一旦问世,今天通行的加密体系将整体失效。业内把这称为“先存后解”:数据今天截获,密码明天再破。也就是说,量子计算机尚未建成,威胁已经开始计时。全球量子安全产业近十年都在做同一件事:抢在它成熟之前,换掉现有的加密方式。

  换成什么?行业为此吵了近十年。近日,国光量子发布量子密钥密管密服系统GGQMS,给出的答案是:不选,两个都要。

  一道吵了十年的选择题

  量子安全目前有两条主流路线。

  一条信物理,叫QKD(量子密钥分发)。它用量子的特性传递密钥:微观粒子一旦被测量,状态就会改变,窃听必然留痕,通信双方当场就能发现。物理规律不可违反,这类密钥因此被认为“永不可破”。代价是,它需要专用光纤与设备,造价高,目前主要部署在骨干网层面。

  另一条信数学,叫PQC(后量子密码)。它不动硬件,只换题。现行加密依赖的那道数学难题,恰好是量子计算机擅长的;PQC换上一类连量子计算机也算不出的新题,软件升级即可完成部署。代价是,“这道题无解”只是目前的共识。数学史上,被认为安全、后来被破解的算法并不少见。

  于是两派互不相让。“有QKD何须PQC?有PQC何须QKD?”这句话在业内流传了近十年,是两条路线对峙的生动注脚。

  物理“管根”,数学“管路”

  GGQMS的核心思路,是跳出二选一,给两项技术重新分工。

  QKD负责底层链路的密钥:它产出的密钥自带物理背书,不可窃听、不可克隆,是整个体系的安全源头。PQC负责上层应用的密钥:密钥在申请、中继、存储的全过程,都经由抗量子算法加固的通道流转。

  打个比方:一个保证数据的押运路线是“防弹”的,一个保证数据的保险箱是可靠的。此前行业内并非没有融合尝试,但多为外挂式叠加,两套网络各自独立运行,接口处反而成为安全短板,部署和运维成本也随之推高。据国光量子介绍,GGQMS从底层将两者打通,支持多型号量子设备统一纳管,从园区内网到运营商骨干网、城域网均可适配,已具备商用部署条件,并遵循工信部相关行业标准。

  为什么非合不可

  过去十年,两条路线各自推进。中国已建成全球规模最大的天地一体化量子通信网络,地面光纤干线全长两千余公里,“墨子号”量子卫星实现星地密钥分发,金融、电力、政务等领域上百家用户接入。PQC方面,国际标准化组织已完成首批算法标准,国内商用密码体系也在加快抗量子升级。但无论哪条路线单独推进,都留有安全短板。

  单靠物理:密钥虽真,传输环节仍依赖传统算法,量子攻击的风险并未消除。单靠数学:通道虽固,密钥源头的安全性,始终系于“难题暂无解”这一前提。

  物理解决“密钥永久可信”,数学解决“链路全程抗破”。这不是两条路线的和解,更像是各归其位。据行业分析,“十五五”期间QKD与PQC的融合部署将成为量子安全产业的核心增长方向,从骨干网到城域网、从政务专网到金融数据,两类技术协同的“双保险”方案正加速落地。(肖春芳)

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