趙義博：量子密鑰云是量子通信產(chǎn)業(yè)化最關(guān)鍵的助推劑
發(fā)布時間：2017-08-28
近日，針對九州量子朱斌團隊開發(fā)出的量子密鑰云，郭光燦院士弟子、中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)博士趙義博點評稱，這是量子密鑰通信走向產(chǎn)業(yè)化最重要的催化劑和助推劑，甚至是必不可少的核心產(chǎn)品。
趙義博是國內(nèi)從事量子信息產(chǎn)業(yè)最早的人員之一。他說，目前量子密鑰的產(chǎn)業(yè)化在國內(nèi)已推動近十年，一直是由量子物理專業(yè)的頂級人才推動。由于量子物理非常高深，一般非物理專業(yè)的人很難理解，因此對量子通信只能觀瞻，很難介入，而這也導(dǎo)致量子密鑰通信產(chǎn)業(yè)和從業(yè)者只能孤芳自賞。然而不得不承認的是，量子密鑰技術(shù)作為密鑰分發(fā)技術(shù)實質(zhì)上是為信息安全和通信產(chǎn)業(yè)提供密鑰服務(wù)，它在其中起的是支配作用，而非替代傳統(tǒng)通信的主導(dǎo)作用。換言之，一旦脫離傳統(tǒng)通信產(chǎn)業(yè)，量子密鑰通信產(chǎn)業(yè)必然孤掌難鳴。
在此前的發(fā)展過程中，甚至出現(xiàn)了頂級量子物理學(xué)家費力開發(fā)語音通話、視頻會議等傳統(tǒng)通信設(shè)備的情況。實際上，傳統(tǒng)通信領(lǐng)域中的通話、視頻、數(shù)據(jù)傳輸?shù)裙δ芎彤a(chǎn)品已然非常成熟，根本不需要專門開發(fā)。趙義博認為，正是量子物理的高深阻礙了量子物理學(xué)家和傳統(tǒng)通信專家之間的溝通和合作，同時也阻礙了量子通信產(chǎn)業(yè)化的進程。未來，量子通信產(chǎn)業(yè)化的推動者必須是綜合型、交叉型的領(lǐng)軍人才，而且必須在整體架構(gòu)、層次劃分方面做到極為優(yōu)化和清晰。
九州量子朱斌團隊設(shè)計出的量子密鑰云正是由量子物理、傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)、信息安全、通信設(shè)備等多方面的頂級人才聯(lián)合攻關(guān)討論才設(shè)計出的結(jié)構(gòu)。一方面，它借鑒融合了經(jīng)典網(wǎng)絡(luò)的七層架構(gòu)協(xié)議和軟件定義網(wǎng)絡(luò)協(xié)議等。另一方面，它利用對稱密鑰組網(wǎng)，全面提升了安全性。此外，它還將信息論無條件安全的Wegman-Carter認證算法引入到體系中，徹底提升了整個系統(tǒng)的安全性。
在結(jié)構(gòu)設(shè)計方面，朱斌團隊巧妙地借鑒了傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)協(xié)議，使得網(wǎng)絡(luò)可大可小。最大可以無限制支撐節(jié)點數(shù)，足夠支持在全球范圍建立量子網(wǎng)絡(luò)；最小可以為一個單位或一個家庭組建網(wǎng)絡(luò)。實際上，整個密鑰云的末端節(jié)點本身已經(jīng)構(gòu)成了家庭解決方案和企業(yè)解決方案的核心密鑰服務(wù)器。另外，在組網(wǎng)方面，它可以根據(jù)不同的網(wǎng)絡(luò)拓樸自適應(yīng)調(diào)整結(jié)構(gòu)。量子密鑰設(shè)備組網(wǎng)只能跟著現(xiàn)有的光纖網(wǎng)絡(luò)走，而不能要求現(xiàn)有光纖網(wǎng)絡(luò)為了量子密鑰傳輸而改變拓樸結(jié)構(gòu)。而朱斌設(shè)計的量子密鑰云結(jié)構(gòu)正好可以針對目前的光纖網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)自適應(yīng)配置。在網(wǎng)絡(luò)傳輸過程中，某些網(wǎng)段可能會存在有時忙碌而有時又空閑的情況，該密鑰云結(jié)構(gòu)還能自適應(yīng)中繼或安排路由策略做到整個網(wǎng)絡(luò)的優(yōu)化配置。也就是說，該密鑰云結(jié)構(gòu)設(shè)計出之后，量子物理學(xué)家再也無須為網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)煞費苦心，只需做好量子密鑰分發(fā)設(shè)備的研制開發(fā)即可。
值得一提的是，在安全性和向上接口方面，該密鑰云結(jié)構(gòu)也全面結(jié)合了信息安全專家和傳統(tǒng)設(shè)備專家的方案，對密鑰的存儲、管理、調(diào)度做了深度設(shè)計，以確保萬無一失。例如，整個網(wǎng)絡(luò)的訪問和認證均采用了信息論無條件安全的Wegman-Carter認證，從而保證整個系統(tǒng)的安全性和可靠性。同時，在不同層次設(shè)備的數(shù)據(jù)傳輸中采用了物理隔離和對稱密鑰加密保護等模式，確保數(shù)據(jù)不被泄露。在各種應(yīng)用層之間接口的問題上，本著統(tǒng)一、簡單、安全的理念，該結(jié)構(gòu)使得任意應(yīng)用廠家在完全不懂量子密鑰、量子網(wǎng)絡(luò)或者對信息安全一知半解的情況下，直接調(diào)用指令即可獲得大量的對稱密鑰或直接對數(shù)據(jù)進行加密認證。如此以來，傳統(tǒng)通信、傳統(tǒng)設(shè)備的人才和公司只需做好自己的應(yīng)用，而無需知道什么是量子、什么是量子通信，甚至無須深入研究信息安全了。
在趙義博看來，量子密鑰云的推出構(gòu)成了量子物理、傳統(tǒng)通信和傳統(tǒng)設(shè)備學(xué)家之間的紐帶和劃分，將快速推動多學(xué)科、多產(chǎn)業(yè)聯(lián)合推動量子通信的產(chǎn)業(yè)化進程。據(jù)了解，朱斌也是中科大的博士，碩博期間專攻網(wǎng)絡(luò)協(xié)議，對網(wǎng)絡(luò)協(xié)議有著極深的理解。
關(guān)注公眾號