量子科技时代已经开启，XJP总书记在党的二十大陈述中对量子信息获得的严重功效赐与了必定。2022年诺贝尔物理学奖不负寡看地颁布给量子信息范畴，在全球范畴内再次引发社会公家对量子科技的高度存眷。本文安身于金融行业视角，摸索量子保密通信手艺在金融现实场景中的利用落地，为数字经济时代布景下金融行业开展受物理学定律庇护的高度信息平安计划供给借鉴构想。
量子保密通信
为金融行业数据平安传输供给新构想
数据平安是金融机构的“生命线”，金融业涉及的隐私数据量级远超其他行业，若何提拔数据平安保障才能，是做为支持我国国民经济重要行业的金融业时刻需要存眷的问题。然而，量子科技的飞速开展对金融机构普遍利用的公钥加密算法系统带来了挑战，从而招致金融业数据平安面对潜在风险（吴永飞等，2022）。
在此布景下，后量子密码（Post-Quantum Cryptography，PQC）和量子保密通信（Quantum Encrypted Communication，QEC）两类处理计划应运而生。后量子密码聚焦研究量子计算的好坏势所在，对典范密码算法停止有针对性的革新，使其可以有效对抗量子计算的进攻；量子保密通信则存眷运用量子的特征来实现保密通信手艺利用。两种道路齐头并进，在手艺开展和业界利用方面均获得了一系列功效。
在PQC方面，基于哈希（Hash-based）、基于编码（Code-based）、基于多变量（Multivariate-based）和基于格（Lattice-based）等密码学开展是当前次要的手艺门户。与此同时，各类后量子密码计划如雨后春笋般涌现。金融行业在后量子密码研究方面先试先行，工商银行别离在2021年及2022年针对NIST发布的最新后量子密码算法开展了手艺验证，并完成了在营业场景利用的阐发评估及核心加密办事平台利用的建立计划设想，且已与收集设备赐与商开展了平安网关晋级替代计划的结合立异——在协做方通信场景实现对利用通明的抗量子计算进攻的平安传输通道（吕仲涛，2022）。
在QEC方面，包罗量子（平安）间接通信（Quantum Secure Direct Communication，QSDC）和量子密钥分发（Quantum Key Distribution，QKD）两大支流手艺计划。此中，QSDC计划将信息加载于量子态，可间接在量子信道停止传输。我国在QSDC手艺与利用方面不断处于国际前沿程度，华夏银行、北京量子信息科学研究院、清华大学和龙盈智达（北京）科技有限公司已在全球范畴内初次实现量子间接通信在金融范畴的利用落地，获得了优良示范效果。别的，QKD手艺凭仗其一次一密、无前提平安的密钥分发机造与特征，已在国防、政务、金融等多个范畴开展了手艺验证和利用示范工做，近年来在金融行业陆续得到测验考试性利用并获得优良效果，本文则进一步聚焦于QKD手艺在金融行业的利用摸索。
量子密钥分发在
金融范畴的利用开展
QKD是一种操纵量子态停止密钥协商的手艺，它以量子物理原理为根底，可以供给无前提平安的密钥分发。QKD手艺至今已有近40年的研究汗青，以1984年由Bernnett和Brassard提出的“BB84协议”为例，该协议得名取自于其两位创作发明者的姓氏首字母和提出年份。从初代的BB84协议开展至今，列国学者们根据差别物理原理、传输介量和编码体例提出了多种量子密钥分发协议。
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在理论方面，量子密钥分发系统的贸易化利用上线标记着该项手艺在适用化道路上的日益成熟。目前，国内多家金融机构基于QKD量子密钥分发手艺在QEC量子保密通信方面积极开展利用摸索。典型利用包罗：工商银行于2015年利用相关手艺实现了北京分行、上海分行电子档案信息在同城间的加密传输；中国银行于2018年实现了京沪异地千公里级数据量子加密传输利用；兴业银行于2020年成立了济南分行中心计心情房与同城灾备机房之间的量子保密通信收集，为中心计心情房与同城灾备机房之间灾备数据及视频会议的传输供给量子平安加密保障。
在QKD响应的量子保密通信根底设备范畴，我国也获得了一系列重要停顿。除了以“墨子号”量子科学尝试卫星和“京沪干线”为代表的量子保密通信收集根底设备外，我国还建成及规划了包罗武合、沪合、济青、成渝、粤港澳、汉渝、杭厦、京哈、京汉及京广等在内的多条骨干网，并摆设了贵州、山东省干网，以及在北京、济南、重庆、合肥、枣庄、宿州、贵阳、成都、金华、南宁等地建立了城域网，同时广州、珠海、东莞、西安、杭州、海口、南京、上海的城域网也在继续建立中。
我国QKD相关量子保密通信根底设备虽已日趋完美，然而我国幅员辽阔，良多情状下金融机构、金融监管机构需要停止超远间隔传输，仅依靠骨干网传输尚难以完全称心需求。因而，星地一体化的QKD量子保密通信计划应运而生。据神州信息官方网站披露，中国人民银行已胜利落地了星地一体量子加密利用，率先操纵“墨子号”空间量子科学尝试卫星，实现了中国人民银行总行与乌鲁木齐中心收行间的“人民币跨境收付信息治理系统”量子加密利用，为金融监管机构的远间隔信息平安传输供给了新计划。
“6‘2’+6D”视角下
量子保密通信在金融范畴的利用
本文基于《量子间接通信天然融进金融范畴 利用前景宽广》文章中提出的量子间接通信在金融范畴的利用框架（吴永飞等，2022），并连系人民银行星地一体QKD量子加密利用场景，进一步完美提出“6‘2’+6D”量子保密通信金融场景利用框架办法论。从利用及参与的主体方面来看，量子保密通信可有效处理银行与客户、银行与银行、客户与客户、汗青与将来、银行与监管机构以及监管机构与监管机构之间的高度信息平安传输问题。从详细营业利用来看，典型场景涵盖数字信贷营业场景、长途办公与运维场景、客户数据办事场景、同城数据备份场景、监管信息报送场景以及属地监管场景（见图1）。
图1 “6‘2’+6D”量子保密通信金融场景利用框架办法论
以监管机构与监管机构间的属地监管场景为例，中国人民银行“人民币跨境收付信息治理系统”（RMB CrossBorder PaymentReceipt Management Information System，RCPMIS）数据传输就是该利用的典范案例。凡开展跨境人民币营业的银行均应接进RCPMIS，该系统次要负责搜集人民币跨境收付营业相关信息。RCPMIS的数据报送遵照集中接进原则和属地监管原则，全国性贸易银行通过总行将数据上报至RCPMIS办事器，处所贸易银行通过人民银行省会中心收行金融业网间互联综合前置系统将数据上报至人民银行总行RCPMIS办事器。
在该场景中，中国人民银行乌鲁木齐中心收行星地一体QKD量子保密通信利用项目通过多个中继节点和卫星密钥分发，成立了逾越2400公里从人民银行金融信息中心（北京）至乌鲁木齐中心收行间的量子密钥分发传输通道。星地一体QKD量子保密通信项目标核心传输体例是通过“墨子号”空间量子科学尝试卫星在广域收集中停止星地一体的量子密钥分发和领受，此中位于新疆乌鲁木齐市区的中国人民银行乌鲁木齐中心收行通过城域网接进A站点，A站点包罗多个中继节点，摘用量子光纤干线传输至A塔；位于北京的中国人民银行金融信息中心通过北京市区的量子城域网接进B站点，B站点也包罗多个中继节点，同样摘用量子光纤干线传输至B塔（见图2）。中国人民银行乌鲁木齐中心收行本端摆设量子加密模块、量子密钥分发模块、交换设备、量子收集治理模块等公用设备，搭建乌鲁木齐本端“星地一体”的空中量子信道。
图2 星地一体QKD量子保密通信利用示企图
跟着量子金融科技的不竭开展，量子保密通信在金融机构、金融监管机构的高度平安数据传输中发扬着日益重要的感化。近年来，各类量子保密通信计划在多种金融及监管场景先后利用落地，不只验证了量子保密通信在金融行业的平安可行性，也有效提拔了金融行业信息传输的可靠性，在保障营业交易平安的同时也进一步拓宽了营业立异空间，并为后续体例量子保密通信行业原则供给了撑持。
（龙盈智达〔北京〕科技有限公司王彦博、杨璇、高新凯、周博韬对本文亦有奉献）
做者：许健，单元：中国人民银行乌鲁木齐中心收行
如海