中国移动研究院：QKD-PQC与通信安全融合思考（2023）（23页）.pdf

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1、1目录1.趋势分析2.QKD与通信安全的融合3.PQC与通信安全的融合移动通信网密码算法演进路线 1987年发明，密钥长度64比特 1999年，算法泄露 2016年，3块GPU，9秒破解A5算法 A5 was crackedA5KASUMIAESSNOW 3GZUCAESSNOW 3GZUC 对称算法更长的密钥SNOW 3G对称算法引入非对称算法引入抗量子算法引入 SUPI加密引入 对称算法密钥长度延长至256比特 抗量子密码算法的引入（研究）2001年，AES发布，次年成为标准 密钥长度128比特 2011年，ZUC成为标准算法 2011年，专用领域的商用量子计算机出现 1995年发明，密钥

2、长度128比特 2005年，算法理论破解 2010年，破解效率进一步提升 后期引入SNOW 3G算法日益逼近的“量子霸权”促使我国密码技术向抗量子及国产化方向发展4量子计算对密码技术的影响密钥管理（生成、分发）密码技术（算法+密钥）数据应用（多样性、规模性）数学手段物理手段安全提升量子计算机在某些问题上的处理速度远快于传统通用计算机，这对依赖于计算复杂性的经典密码具有巨大威胁构建以密码为基石的网络空间新安全，要全面把控后量子时代密钥管理、密钥协商、密码算法等方面的安全问题编码的主体：密码算法公开、标准化编码的参数：密钥随机、私密性密码技术 =对信息进行保密编码非对称密码算法对称密码算法单向散列

3、算法量子计算对密码算法的影响密钥强度减半不再安全输出长度需增加5传统保密通信如何抗量子计算传统保密通信非对称算法的密钥协商+对称算法加密AliceBob基于非对称算法的密钥协商加密解密AliceBob对称加密量子密钥分发对称加密加密解密量子保密通信量子密钥分发+对称算法加密AliceBob基于后量子密码算法进行密钥协商加密解密对称加密改变密钥分发方式改变密钥协商算法后量子密码算法基于后量子密码算法的密钥协商+对称算法加密QKD路线PQC路线6量子加密通信的优势量子加密通信的安全性基于量子力学中的量子不可分割以及量子态不可克隆特性，并采用信息论安全的“一话一密”的加密方式，与传统的公钥加密体系相

4、比，能提供理论“无条件安全”的通信方式。无法破解可被破解量子不可分割量子不可分割量子是构成物质的最基 本单元，不可被分割量子态不可克隆量子态不可克隆量子测量会对被测量子系统 产生影响，如状态改变使用光子量子态携带信息 传统的公钥加密体系 量子保密通信体系AliceBob1、明文握手，公钥加密分发对称密钥2、采用对称密钥进行加密通信AliceBob1、QKD量子密钥分生成对称密钥2、对称密钥加密通信，一次一密可被劫持无法监听“一一话话一密一密”QKD：无条件安全国家高度重视，央企积极入局量子信息科技是是当前世界主要科技大国集中发力领域，也是全球信息科技创新企业激烈争夺的价值高地，多家央企响应国家

5、强化企业科技创新主体地位的精神，积极布局量子通信领域。党中央高度重视量子科技我国在量子通信领域发展较快国家广域量子保密通信骨干网络日益完善“两纵一横”地面网络和两颗量子卫星组成天地一体化量子保密通信网络运营商开展布局 2020年，习总书记作指示，“加强量子科技发展战略谋划和系统布局，把握大趋势，下好先手棋”国家“十四五”规划，对量子信息等前沿领域作出规划。中央科技委将量子信息纳入未来科技领域，进行单独规划中国移动：2021年成立量子合资公司；2022年发布量子VoLTE加密通话；2023年发布量子和对讲中国电信：2023年5月，全资投入30亿成立中电信量子信息科技集团有限公司中国联通：2020

6、年12月在“京雄量子加密通信干线”上成功完成量子通信+区块链BaaS应用测试9中国移动量子通信五大研究方向传输：量子密钥无线分发网络：量子融合光网络服务：量子密码服务中心业务：量子加密通话等终端：量子加密终端，量子超级SIM卡201120162023l启动量子密码技术及应用场景研究l完成量子保密通信研究课题立项l发布电信级量子加密通话业务l发布量子密码服务体系l发布量子“Q波”技术白皮书2017-2021 2022 l成功搭建量子密钥无线分发实验系统 l多项集团重点研发项目，持续开展量子信息领域前沿技术研究CCSA TC8 WG4 量子密钥分发技术及应用研究报告面向ToB/ToC安全需求面向现