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随机数|七问七答｜“量子手机”是什么？改变不在通话，而在密钥

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“量子”+“手机”的组合乍看之下可能令人迷惑 。 毕竟 ， 目前市面上冠以“量子”概念的生活产品 ， 几乎都是骗人的 。
【随机数|七问七答｜“量子手机”是什么？改变不在通话，而在密钥】近日 ， 中国电信透露预计在近期推出带有量子安全通话功能的国产手机 ， 照应了其与国盾量子（688027）合作的“量子铸盾行动”目标：未来五年内 ， 为1000万移动终端用户提供量子安全通话服务 。
事实上 ， 早在2017年 ， 国盾量子已经与中兴通讯合作推出过全球首款商用“量子加密手机” 。 今年2020年5月14日 ， 三星联合SK电讯发布了全球第一款5G量子智能手机Galaxy A Quanyum 。
理解“量子安全通话手机”的关键 ， 在于“量子”修饰的是“安全” ， 而非“通话” 。量子安全通话手机在通话上与传统手机没有差别 ， 并未用到量子纠缠、量子隐形传态等量子技术 。 只是 ， 量子安全通话手机用户可以选择调用量子密钥来保护自己的通话过程不被窃听 。
我们可以想象一下银行U盾或者短信验证码 。 而量子密钥由量子信息技术产生 ， 其随机性和保密性得到量子力学的理论保证 。
相比起现有的量子手机产品 ， 新一代量子安全通话手机在量子密钥上有所升级 ， 可以从量子密钥分发网络上实时取用更新 。 这是量子密钥分发（QKD）这一量子信息领域较为成熟的技术进一步落地的尝试 ， 也是量子保密通信网络“最后一公里”的延伸 。
接近中国电信的行业内人士告诉澎湃新闻（www.thepaper.cn）, 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 ， 主要面向政企用户 ， 国盾量子提供相关技术 。 用户可以选择将普通SIM卡更换为量子安全SIM卡 ， 拨打电话时选择采用量子安全通话或普通通话 。 如果双方使用量子安全通话功能 ， 主被叫方手机都需要支持这个功能 。
澎湃新闻在此梳理了有关量子安全通话手机的七问七答 ， 以帮助读者理解其与普通手机的异同 。
问题一：量子安全通话手机与普通手机在通话上有差别吗？
答：没有不同 。 用户通话习惯不变 ， 服务无感 。 如果没有信号 ， 量子安全通话手机也无法进行通话 。
问题二：与普通手机相比 ， 量子安全通话手机增加了什么功能？
答：量子安全通话手机可以提供量子安全通话服务 。 事实上 ， 此前市面上已有手机可以实现安全通话功能 ， 即对通话语音进行加密后再传送 ， 防止通话内容被泄露 。 而量子安全通话手机使用的密钥是用量子技术制备出的 ， 可以称为“量子密钥” 。
问题三：量子密钥是如何产生的？
量子安全通话手机所用到的量子密钥有两种 ， 一种是量子随机数（QRANG） ， 一种是量子密钥分发网络产生的量子密钥 。
三星 “量子加密手机”就是手机内置了量子随机数芯片 。 随机数发生器在通信领域的使用十分的广泛 ， 现在一些APP在登录时都会需要到手机号码的验证码进行验证 ， 这个时候收到的验证码就是随机数发生器所产生的字符 ， 但是 ， 计算机和经典物理过程产生的随机数在考虑到所有变量的情况下是可以被模拟出来的 ， 而利用一些量子物理现象——例如量子态的坍缩产生的随机数是“真随机数” 。
量子安全通话手机的SIM卡里预充了量子随机数发生器产生的量子密钥 ， 这是第一重保障 。
此外 ， 量子安全通话的双方也会接收到由量子密钥分发网络实时产生的量子密钥 。 量子密钥的特点在于它是编码在光子的量子态上 ， 依据量子不可克隆定理 ， 一个未知的量子态不能够被精确地复制 ， 一旦被测量也会被破坏 。 因此 ， 这样的量子密钥的安全性也有量子力学的理论保证 。
问题四：用户使用量子安全通话功能时 ， 如何调用两种量子密钥？
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；同时后台密码服务中心从量子密钥分发网络实时取下量子密钥 ， 对通话语音进行加密 ， 每次通话均使用不同的量子密钥 。
例如 ， 量子保密通信京沪干线就是一个实时不断产生量子密钥的源头 ， 满足安全通话等各应用场景的量子密钥需求 。
如此 ， 用户的通话语音信息即使被其他人获取到也无法还原出真实内容 ，
问题五：量子安全通话手机与普通手机在硬件上的区别是什么？
答：不同之处在于SIM卡 。 量子安全通话手机使用的“量子安全SIM卡”是结合了普通SIM卡功能和安全芯片功能的特殊SIM卡 。
它不额外多占用手机卡槽 ， 既可提供运营商入网的鉴权等普通SIM卡功能 ， 又有预充制的量子密钥实现安全通话功能 。
问题六：量子安全SIM卡能否兼容普通手机？
答：设计中的量子安全SIM卡旨在适配市面上大部分普通手机 ， 但对手机操作系统版本有一定的要求 。
问题七：除了安全通话 ， 量子密钥在量子安全手机上有何其他移动端应用？
答：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 。
(本文来自澎湃新闻 ， 更多原创资讯请下载“澎湃新闻”APP)

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