量子密钥分发依赖于在量子层面上创建、传输和检测信号。如果用于传输的网络也使用功率大得多的经典信号,则很难实现这一点。另一方面,量子传输既不能放大也不能再生——至少在没有量子中继器的情况下是这样,而这在现有技术下是不可行的——这意味着量子通信的覆盖范围有限,需要借助可信中继器来增加距离。为了优化量子信号与经典通信在网络上的传输——无论它们是否共享相同的物理介质——并管理更长距离所需的密钥中继,必须集成 QKD 系统,以便它们可以与网络控制通信并从中接收命令。这些网络感知的 QKD 系统必须在物理层面集成(例如,为量子信道分配频谱、动态更改对等点或使用新的光路等),但也必须在逻辑上连接到管理架构。为了实现这种集成,必须向网络控制器描述 QKD 设备所需的功能。 YANG [1] 和 [2] 是用于描述网络元素的主要建模语言。任何新元素、服务或功能的定义通常都与 YANG 模型相结合,以便更快地集成到管理系统中。
量子密钥分发依赖于在量子层面上创建、传输和检测信号。如果用于传输的网络也使用功率大得多的经典信号,则很难实现这一点。另一方面,量子传输既不能放大也不能再生——至少在没有量子中继器的情况下是这样,而这在现有技术下是不可行的——这意味着量子通信的覆盖范围有限,需要借助可信中继器来增加距离。为了优化量子信号与经典通信在网络上的传输——无论它们是否共享相同的物理介质——并管理更长距离所需的密钥中继,必须集成 QKD 系统,以便它们可以与网络控制通信并从中接收命令。这些网络感知的 QKD 系统必须在物理层面集成(例如,为量子信道分配频谱、动态更改对等点或使用新的光路等),但也必须在逻辑上连接到管理架构。为了实现这种集成,必须向网络控制器描述 QKD 设备所需的功能。 YANG [1] 和 [2] 是用于描述网络元素的主要建模语言。任何新元素、服务或功能的定义通常都与 YANG 模型相结合,以便更快地集成到管理系统中。
本参考文档确定了参考模型,分析了安全威胁,定义了安全要求和安全级别,进行了差距分析,并描述了多因素安全 (MFS) 作为一项安全措施。这些描述基于研究安全措施的一般程序,可以作为研究 IOWN 架构安全措施细节的参考。它将实现以下要求:• 在整个通信生命周期内保护和验证端点之间的数据通信;
摘要:量子密钥分发 (QKD) 是目前以信息理论安全方式远距离生成密钥的成熟方法,因为 QKD 的保密性依赖于量子物理定律而不是计算复杂性。为了实现 QKD 的工业化,需要低成本、大规模生产和实用的 QKD 装置。因此,发送器和接收器各自组件的光子和电子集成目前备受关注。我们在此介绍一种高速 (2.5 GHz) 集成 QKD 装置,其特点是硅光子发射芯片可实现高速调制和精确状态准备,以及采用飞秒激光微加工技术制造的铝硼硅酸盐玻璃中偏振无关的低损耗接收器芯片。我们的系统实现的原始误码率、量子误码率和密钥速率相当于基于分立元件的更复杂的最先进装置 [1,2]。
EuroQCI 将利用创新的量子通信技术,例如由欧盟资助的量子技术旗舰计划的研究人员开发的技术,并特别以 Horizon 2020 OPENQKD 项目的活动为基础。欧洲行业合作伙伴和中小企业的参与对于确保 EuroQCI 的关键组件基于欧洲技术也至关重要,并最终提升欧洲在网络安全和量子技术方面的科学、技术和工业能力。因此,该计划将有助于欧洲的数字主权和工业竞争力,并有助于实现欧洲数字十年的目标,即到 2030 年在量子能力方面处于领先地位。
对网络(包括信息系统和数据,下同)实行等级保护和等级监管,对网络中使用的网络安全产品实行等级管理,对网络中发生的安全事件实行等级响应和处置
当纠缠量子态的分布特别困难时,有限尺寸效应会产生实际影响。例如,考虑在地球表面相距甚远的用户之间使用 QKD 的问题。墨子号卫星实验 [ 26 ] 试图通过使用卫星将纠缠光子对分发到相距 1120 公里的两个地面站来解决这一问题。然而,将纠缠光子对从太空发送到地球非常困难。在墨子号实验中,必须经过几个晚上的好天气,地面站才能积累出 3100 大小的筛选块。地面站需要容忍的错误率为 4.51%。参考文献 [ 12 ] 对此数据进行了最先进的安全性分析,并得出结论:安全级别优于 10 − 6 左右时根本不会生成密钥,而安全级别为 10 − 6 时仅可提取六位密钥。本例中实现的输出大小和安全级别不足以满足加密应用的要求。这为本文提供了动机。是否有 QKD 协议和安全证明能够实现小块大小与输出大小和安全级别相结合,从而满足加密应用的要求?
QKD 是一种可证明安全的通信机制,它利用量子力学的特性在双方之间共享随机生成的对称加密密钥。随机密钥只有端点方知道,第三方窃听者无法截取。这与传统的公钥加密不同,后者依赖于某些数学函数的计算难度。随着量子计算的出现,这些函数可以更快地逆转用于生成密钥的函数。
在BB84方案中,使用两个偏振滤镜的方向(例如0、45、90、135度)将正常信息精确地转换为光子或量子颗粒。这些偏振滤波器是水平和垂直滤波器,它们朝不同方向提供了输出。````这些光子是在两个私人量子通道中传输的,这些光子永远不会让窃听器检查数据,如果他找到数据,不确定性会导致数据更改并使接收者注意到数据不一致。传输后,接收器再次使用偏振滤波器获取数据。接收到的数据将不匹配,但可以在交叉检查发件人提供的两极分化过滤器后进行验证。数据中的其余部分将成为密钥。此过程中有四个步骤,即量子交换,关键转移,信息和解和隐私放大。
