三星打造全球首款量子加密智能手机，如何达到安全分发密钥目的

作为下一代信息通信领域重要的基础性和支撑性技术，量子通信具有安全性更高、传输更高效的特点。据外媒报道，三星将联手本土运营商SK电讯在五月推出全球首款量子加密智能手机“ GALAXY Quantum”。该款手机将成为世界上第一款采用QRNG（量子随机数发生器）芯片的手机。与非量子密码系统不同，QRNG芯片可确保对用户敏感信息的可信认证和加密，并有效防止黑客的攻击。

据预计，Galaxy A71 5G使用的QRNG芯片由IDQuantique提供，或者可能是IDQ现有QuantisQRNG芯片的衍生产品。两年前，SK电信曾对IDQuantique投资6500万美元，去年又将IDQuantique的QRNG系统应用于其5G网络的用户认证中心。

量子加密是什么？为什么安全？

量子加密（Quantum cryptography），其实就是利用量子力学的特性来实施加密任务。量子加密技术是量子通信科学发展的成果之一，主要有量子密钥（源于量子随机数生成器QRNG，Quantum RandomNumeral Generator）和量子密钥分发（QKD，Quantum Key Distribution）手段。

密钥本质上是一串随机数。常用的软件随机数基于算法生成，又被叫做伪随机数，因为通过种子和算法可以得到确定的密钥，并非真随机数。另外常用的物理混沌随机数，是基于经典物理方法生成，输出结果是确定的，譬如掷骰子，看似随机，但在抛出的任何时刻，测量得到运动状态、受力状况、落地条件等因素，就可以知道确定的结果，也不是真随机。

量子密钥是通过测量光量子态得到的结果，量子态波粒二象性表现在空间分布和动量都是以一定概率存在的，测量只能展示随机的状态，本质上无法预测，是真随机的输出。

用量子密钥取代当前的伪随机数，从根本上消除了密钥随机性的问题，无疑将极大的提高加密的安全性。

除了密钥源的安全性，密钥的安全分发是保证密钥安全的基础保证。传统密钥的安全分发，仍大量存在人工用密码箱传递的情况：因为一旦通过网络传输，现有的传输机制不足以保障密钥的安全。以物理原理为基础的量子密钥分发从根本上解决了密钥传输安全问题。其基本方法是使用量子态来编码信息，通过对量子态的制备、传输和检测来达到安全分发密钥的目的。

根据海森堡测不准原理（不确定性原理），攻击者即使截取了量子信号，也无法有效测准单量子的状态。如果攻击者根据测量结果重新制备一个量子发送给接收方，将不可避免地改变单量子状态，导致解码结果与编码不一致。

量子密钥分发双方可通过检测误码率来判断攻击行为及其强度，并在后处理中进行消除。同时量子相干叠加的特性使得不存在通用的方法获得任意未知单量子的多个精确一致拷贝。在量子密钥分发双方随机调制单量子态时，如果攻击者试图在截获量子信号后复制多个拷贝，将不可避免地导致复制态与初始态存在偏差，进而导致解码结果与编码不一致，量子密钥分发双方同样可进行检测发现和后处理消除。

三星打造全球首款量子加密手机

三星向来喜欢在A系列机型上试水新技术，而即将登陆韩国市场的三星A71 5G此次也不例外。根据韩国媒体Etnews独家报道称，三星将联手本土运营商SK电讯在五月推出全球首款量子加密智能手机“ GALAXY Quantum”。最大的特色是在三星A71 5G的基础上安装SK电讯开发的量子随机数生成芯片（QRNG）。

据悉，QRNG芯片主要面向移动手机、物联网和边缘设备应用，主要特色是利用CMOS图像传感器捕获的光源散粒噪声产生高熵随机数据，主要用于身份验证和加密应用程序的密钥。同时由于量子密码利用光粒子传递密码信息，一旦发现有收信方和发信方之外的第三方从外部介入，密码会立刻发生改变，因此可以从源头上防止黑客的入侵，这对于商务人士来说会是非常不错的选择。

而在此前，三星电子将物理复制保护（PUF）功能应用于三星S10系列以提高安全性，但QRNG技术则被评估为拥有更高级别的安全性。比如存储在三星 A71 5G上的所有信息均使用不带模式的随机数加密，这意味着在使用现有技术的条件下，几乎不可能进行解密等操作，从而阻止数据被窃或外部黑客入侵个人信息。

至于搭载该项技术的三星A71 5G则由SK电讯在韩国独家销售，同样搭载Exynos 980处理器，配有6.7英寸Super AMOLED Plus Infinity-O显示屏和支持FHD+分辨率，拥有32MP前置镜头以及64MP主摄+12MP超广+5MP微距+5MP景深镜头后置四摄组合。电池容量为4500毫安时（典型值），支持25w加速充电功能，预计在韩国市场的价格为500000-60000韩元，约合人民币2900-3300元左右，与国行版本基本上在同一价位。

小结

量子保密通信未来的市场空间无疑是广阔的，它不仅可用于军事、国防安全，还可用于涉及秘密数据、票据以及证券、保险、银行、工商、地税、财政等领域，用来传递对安全性要求高的数据，市场需求巨大。而且，未来量子保密通信在个人领域也会大规模使用，届时每个人的手机都会有量子加密芯片，进行银行转账、密码输入等涉密操作时，不用担心被盗用或者攻击。

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