近日，中國電信上海公司（以下簡稱上海電信）攜手民航華東空管局，聯合中電量子集團、中國電信安徽公司等多方力量，在上海與安徽兩地率先開通“首例基于空管大數據的GNSS信號智能監測與分析平臺應用的量子OTN加密專線”——這是全國首例空管自研系統與量子OTN技術深度融合的標準化產品行業案例。

“這個項目的成功落地，不僅驗證了量子密鑰技術在增強通信鏈路安全性、實時性、高效性上的獨特優勢，更意味著形成了端到端、可復制、可擴展的首例行業應用案例，為交通、金融、政務、國計民生等關鍵行業提供了一條通往‘后量子時代’既快又安全的通路。”上海電信量子標準化產品經理侯敏表示。

安全可靠“量子筑網”

這項技術的首次應用落地，正是源自信息高安全、高可靠傳輸的行業需求。

在民用航空運輸業，全球導航衛星系統GNSS信號干擾呈現高頻化、復雜化發展趨勢，衛星導航信號一旦受到干擾、壓制或欺騙，可能導致空中飛行的航空器飛行軌跡偏離、導航失準、虛假近地告警，給民用航空飛行帶來巨大風險。為此，民航華東空管局正在構建GNSS干擾監測系統，對“可疑干擾源”進行實時追蹤、定位和排查，通過將不同區域不同高度的航空器信息、航路航線信息、干擾源信息進行傳遞、融合、建模，對衛星導航信息的干擾源進行定位和信息分發，支撐民航空管單位、無線電管理部門協同高效排查，有力地保障了航空器飛行安全。

“此次開通的量子OTN加密專線融合了QKD技術，可將上海和合肥之間不同類型的數據安全匯聚及高效分發。這一機制不僅實現了跨區域空域協同，還首次在數據鏈路中全程應用量子加密技術，確保監測數據不被攔截、篡改或濫用。”上海電信量子產品能力技術經理蔡敏介紹，隨著系統的逐步成熟，將幫助民航空管更精準地管理空域安全，相當于給天空裝上“防干擾警報器”。

“這套方案另一大亮點是帶寬零損耗，加解密時延小于1微秒，不會對端到端的應用造成影響。”蔡敏解釋，“OTN加密是在傳統端到端傳輸過程中，增加了一個向量子密鑰池領取量子密鑰的步驟，相當于把‘鑰匙庫’交給更安全的量子系統管理，從源頭提升安全性，實現了量子加密與OTN網絡的無損融合，兼顧了效益和安全”。

目前，量子OTN加密方案支持多種密碼獲取方式，既可統一接入中電信量子的集約化密碼資源池，也可就近接入分布式密碼資源池（一網一池），支持域內及跨域密鑰獲取，極大方便了不同區域用戶的高效接入。

本次項目實現了用戶“零感知、快接入”的使用模式，體現了“隱性技術、顯性價值”的商業模式，為長三角區域一體化安全通信網絡建設提供了示范樣板。

頂級網絡“無縫筑盾”

近10年來，光纖通信以其高速度、大容量和低損耗的特點逐漸成為現代通信網絡的骨干，廣泛應用于互聯網、電信和數據中心之間的數據傳輸。然而，隨著光攻擊技術的曝光，這種通信方式暴露出新的脆弱性。

為應對這一威脅，近年來，全球科研人員致力于開發光纖通信的加密技術和物理層安全方案，亟須在光纖層面構建起更強大的防御壁壘。基于量子密鑰分發（QKD）的量子保密通信技術應運而生，成為當前從科研化轉為工程化走在最前列的量子信息技術。

量子通信具備“可檢測竊聽、不可克隆復制”的天然優勢，其基本原理是通過量子態（通常為光子的偏振態或光子數態）傳輸密鑰信息，發送方和接收方通過交換量子態并利用量子力學的性質檢測是否存在竊聽，一旦發現有第三方試圖獲取信息，雙方會立即察覺并廢棄該部分密鑰。最終，雙方共享一個絕對安全的密鑰，用于加密和解密后續的通信內容。這種物理層面的特性為通信提供了無縫的安全性，確保敏感數據在傳輸中不被篡改或竊聽，可為交通、金融、政府、醫療等對通信安全要求高的領域提供應用支撐。

作為“量子國家隊”，經過幾年建設，中電信量子集團建成了全球首個“天地一體”的量子安全基礎設施，目前已在合肥、上海、北京、廣州等16個重點城市建設量子城域網，初步提供全國縱橫相連、跨域互通的服務能力，構建全球領先的量子安全能力底座。同時，上海擁有基于單光子技術的QKD量子密鑰分發城域網（以下簡稱量子城域網）和量子密碼資源池，是量子密碼安全服務的關鍵基礎設施。作為智云上海的重要組成部分，量子城域網與現有通信基礎設施的融合，正持續破解行業跨代發展的難題。

全棧國產“領軍筑基”

隨著數字中國建設的深入推進，安全可靠的通信基礎設施已成為數字經濟發展的關鍵支撐。對一些關鍵行業而言，除了通過QKD實現信息的“軟性安全”，設備的“硬性安全”也非常重要。

據了解，該方案采用國產芯片加速與國密加密算法，實現從硬件設備到加密協議的全鏈條自主可控，在保障數據“運、存、算”協同作業效率的同時，確保關鍵信息基礎設施的安全性與可靠性，可為交通、金融、政務、能源等敏感領域提供“中國方案”。

例如，在智算中心互聯方面，為全國各智算中心提供微秒級超低時延、超高帶寬的“量子+國密”安全互聯通道，構建全國一體化算力網絡“量子高鐵”；在云間互聯方面，面向金融行業證券交易、銀行清算等場景，為跨地域數據中心災備、云資源調度提供高可靠的量子加密專線服務；在能源領域，可支撐石油化工企業跨區域生產監控數據加密傳輸，助力構建安全可信的智慧能源網絡；在政務領域，為政務云跨層級數據共享、應急防控數據實時互通等場景提供端到端量子加密鏈路，確保民生數據、政策文件等敏感信息在傳輸過程中“零泄露”；在金融科技領域，支撐實時交易清算、區塊鏈節點通信等高敏感業務。

未來，該技術還將延伸至車聯網、工業互聯網等新興領域，為自動駕駛數據交互、智能制造設備遠程控制等場景構建安全防護屏障。

排版／ 季嘉穎

圖片／ 豆包AI unsplash

來源／《IT時報》公眾號vittimes