“量子通话手机”究竟为何物？

2020-12-02 15:09:44来源：科技日报

在不久前举办的2020天翼智能生态博览会上，中国电信展出了两台样机，分别根据华为和中兴现有手机改造而来。两台手机屏保为中国电信、国盾量子的标识，用户可在通话过程中一键选择两种通话模式——“加密通话”或“普通通话”。

这种可以进行“量子安全通话”的手机究竟为何物?与传统手机有何区别?

配备了“量子密钥”的保密手机

记者了解到，就在此次博览会期间，中国电信宣布与国盾量子成立合资公司——中电信量子科技有限公司，提前布局量子安全行业。“量子安全通话”就是中电信量子计划推广的产品之一。

“可进行量子安全通话的手机在功能上与传统安全手机类似。其不同点在于结合了用量子信息技术制备的量子密钥。”中国电信安徽公司副总经理、中电信量子公司董事郑家升告诉科技日报记者，对于“量子安全通话”手机，公司更倾向于将其表述为一款“支持量子安全通话服务的手机”。量子安全通话服务可以理解为“安全通话+量子密钥”的服务;其中，安全通话与普通通话的区别在于，通过对通话语音进行加密后再传送，从而实现通话内容的防泄漏功能。

“量子密钥是指使用量子信息技术制备出的密钥。”郑家升说，量子密钥与手机安全通话结合的具体方式是：提前将量子密钥预充注至安全SIM卡中，通过安全SIM卡对拨打安全通话时的语音数据加密，从而防止语音传送的内容泄漏。这其中的“安全SIM卡”，结合了普通SIM卡和安全芯片的功能。既可提供运营商入网的鉴权等普通SIM卡功能，又可提供安全芯片的相关功能。做到为手机提供安全能力的同时，又不额外多占用手机卡槽。用户自己的普通手机通过使用安全SIM卡即可享受量子安全通话服务，也就是说，量子安全通话服务并不需要用户专用定制手机。

目前，国内外可制备量子密钥的量子信息技术主要包括QKD(量子密钥分发技术)和QRNG(量子随机数，是使用量子原理制备随机数的技术)，如上半年三星发布的“量子加密手机”就是手机内置了量子随机数芯片。量子密钥特点在于其真随机性，密钥生成基于物理机制而非数学算法，其安全性是经过严格数学证明的。

据了解，中国电信预计在明年开始区域性试点推广量子安全通话服务，由国盾量子提供相关技术支持。届时用户只需到营业厅将普通SIM卡更换为量子安全SIM卡并开通加密通话套餐即可享受量子安全通话服务。拨打电话时即可选择采用量子安全通话或普通通话。但如果通信双方希望使用量子安全通话服务，则主被叫双方手机都需要支持这个功能。

两种方式生成手机上的“量子密钥”

“从功能的角度来说，量子安全通话服务中使用的量子密钥分为两种：一是用于认证的预充注在量子安全SIM卡的量子密钥;二是用于语音加密的量子密钥，由量子密钥分发网络实时生成。使用量子安全通话服务时，用户拨号触发认证过程，使用预充注的量子密钥进行认证;同时从量子密钥分发网络实时获取量子密钥，对通话语音进行加密，每次通话均使用不同的量子密钥。”郑家升告诉记者。

据了解，想要应用量子密钥的每个用户可先到临近电信网点的服务站下载自己的专属密钥，这是用量子随机数发生器产生的真随机数。通话时，双方各自对应的服务站之间通过量子密钥分发共享应用密钥，再用两人各自的专属密钥将应用密钥加密后发给双方，然后双方就可以进行保密通话了。如果专属密钥用完了，要再去服务站补充，就像去加油站加油。

“这样一来，通话信息具有高安全性，实现从主叫方手机到被叫方手机间的端到端的加密，网络上的语音信息即使被其他人获取到也无法获得真实语音内容，做到了保持用户使用习惯基本不变，服务无感、高安全。”郑家升说。

“我们目前提供量子安全通话服务的量子安全SIM卡是基于国产密码芯片和国密算法的。量子安全SIM卡实现量子密钥的存储以及安全通话加解密服务，能够满足手机的量产需求。准确而言，量子安全SIM卡不能算作量子芯片。”郑家升表示。

对于部分网络媒体“在没有信号的情况下，量子安全手机可以工作并保证信息安全”的说法，郑家升表示，可进行“量子安全通话”的手机在基本功能上和普通手机一样，没有信号的情况下，无法正常通话。量子安全通话服务是将量子技术制备的密钥应用于安全通话，通话是需要网络的，没有信号无法进行通话。“目前在手机上主要提供量子安全通话服务，后期会根据市场需求逐步开发新的应用。”

量子密钥分发，你可以拥有

国盾量子技术起源于中国科学技术大学，产品已被部署在量子保密通信“京沪干线”在内的量子保密通信骨干网等项目。

目前，量子密钥分发网络的建设需要依托光纤网络。而中国电信作为全球最大的光纤宽带运营商，具备量子密钥分发网络所需的光纤资源。

据了解，中国电信今年11月宣布正式启动“量子铸盾行动”并发布了“量子城域网”方案，布局量子安全产业。计划在未来5年，通过量子铸盾行动率先为10个城市的公共安全提供“量子安全云”，为100个城市提供量子安全组网方案，为10000个政企客户提供量子安全加密解决方案，为1000万移动终端用户提供量子安全通话服务。根据中国电信的安排，预计在2020年底或2021年初，在部分区域小规模进行试用。

有关专家指出，量子保密通信技术仍属于新兴技术，不论是“量子安全通话服务”还是“量子安全超级SIM卡”，随机数还是QKD路线，都只是行业发展初级阶段进行的尝试探索，需要在实用过程不断改善、加强。

业内专家表示，单纯从通话加密而言，这对手机并不是一个新兴功能，但加密方式有很多种，安全性也有差别，量子安全手机在加密的方式和安全性上有了新的突破。该类手机对于政企客户，会是一个非常值得关注的功能。但就普通消费者而言，对于加密通话功能的迫切性和必要性还有待观察，因通话加密目前并不是手机市场的主流需求，数据安全非常重要，却并不容易被消费者感知。但随着智能手机中存有越来越多的个人数据和金融信息，消费者对加密的需求会日益增长。

现在，不只是金融、政务等高价值用户才用得起量子密钥分发了，普通用户也可以拥有。觉得你的信息值不值得保密?有没有兴趣体验下量子安全通话?(吴长锋)

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