2021国家电网考试招聘笔试指导内容：杜绝信息泄露的风险

杜绝信息泄露的风险

尽管可信中继将传统通信方式中整条线路的安全风险限制在有限个中继节点范围，中继节点的安全仍然需要人为保障。例如，在星地量子密钥分发过程中，量子卫星作为可信中继，掌握着用户分发的全部密钥，如果卫星被他方控制，就存在信息泄露的风险。那么，怎样杜绝这种信息泄露的风险?潘建伟认为，实现远距离安全量子通信的最佳解决方案是结合量子中继和基于纠缠的量子密钥分发。

基于纠缠的量子密钥分发的原理是，无论处于纠缠状态的粒子之间相隔多远，只要测量了其中一个粒子的状态，另一个粒子的状态也会相应确定，这一特性可以用来在遥远两地的用户间产生密钥。

潘建伟进一步解释：“由于对粒子的测量最后是由用户端来进行，所以纠缠源(例如卫星)不掌握密钥的任何信息，即使纠缠源由不可信的他方提供，只要用户间最终检测到量子纠缠，就可以产生安全的密钥。因此，量子通信源端不完美带来的安全问题可以得到完全解决，进一步提高了量子通信的现实安全性。”

原理上，利用量子中继可以实现远距离的量子纠缠分发，但实用化的量子中继还需要较长时间。利用卫星作为量子纠缠源，通过自由空间信道在遥远两地直接分发纠缠，为现有技术条件下实现基于纠缠的量子保密通信提供了可行的道路。“墨子号”量子科学实验卫星在2017年首次实现千公里量级的自由空间量子纠缠分发后，实现基于纠缠的远距离量子密钥分发就成为国际学术界期盼的目标。

基于“墨子号”量子卫星的前期实验工作和技术积累，研究团队通过对地面望远镜主光学和后光路进行升级，实现了单边双倍、双边四倍接收效率的提升。

“墨子号”量子卫星过境时，同时与新疆乌鲁木齐南山站和青海德令哈站两个地面站建立光链路，以每秒2对的速度在地面超过1120公里的两个站之间建立量子纠缠，进而在有限码长下以每秒0.12比特的最终码速率产生密钥。

“在实验中，我们通过对地面探测装置进行精心设计和防护，保证了公平采样和对所有已知侧信道的免疫，所生成的密钥可不依赖可信中继，并实现了探测设备的安全性。”潘建伟说。

结合最新发展的量子纠缠源技术，未来卫星上可每秒产生10亿对纠缠光子，最终密钥成码率将提高到每秒几十比特或单次过境几万比特。