IT時報記者 郝俊慧

近日，世界三大國際標準化組織之一的國際電信聯(lián)盟（ITU）批準通過，《量子密鑰分發(fā)節(jié)點保護的安全要求》國際標準正式發(fā)布。這是全球首個系統(tǒng)性規(guī)范關(guān)于可信中繼節(jié)點安全實施部署方面的國際標準，可為量子保密通信網(wǎng)絡節(jié)點的安全實施和操作提供指導。標準由國科量子牽頭，聯(lián)合國盾量子、新加坡國立大學共同制定。

防不勝防的光纖攻擊

全球網(wǎng)絡安全正面臨嚴峻的形勢。網(wǎng)絡竊密的手段與技術(shù)不斷進化，日益隱蔽且高效，令人防不勝防。

不僅黑客攻擊手段呈現(xiàn)出高度多樣化和復雜性，另一種新型手段——光纖攻擊，也逐漸被應用于網(wǎng)絡攻擊中。

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(xiàn)代通信網(wǎng)絡的骨干，廣泛應用于互聯(lián)網(wǎng)、電信和數(shù)據(jù)中心之間的數(shù)據(jù)傳輸。然而，隨著光攻擊技術(shù)的曝光，這種通信方式暴露出了新的脆弱面。

光纖攻擊，顧名思義，是指針對光纖通信系統(tǒng)實施的破壞或竊聽行為。

鮮有人知，將光纖彎曲到一個特定的角度，使其折射出微弱的光信號，再通過?專用設備利用激光技術(shù)捕捉和重建信號，?就可以得到所需的信息，從而實現(xiàn)對通信內(nèi)容的竊聽。

另一種光纖攻擊方式是，通過向光纖中注入虛假或干擾信號，也可以篡改數(shù)據(jù)或?qū)е峦ㄐ佩e誤。黑客甚至可以利用光時域反射（OTDR）設備，從遠端探測光纖網(wǎng)絡的物理布局，識別出網(wǎng)絡節(jié)點位置，為物理破壞或精準攻擊做準備。

美國國家安全專家詹姆斯·鮑姆福德便曾透露，美國核動力攻擊潛艇“吉米·卡特”號便具有竊聽海底光纜的能力。

自20世紀80年代激光技術(shù)和光纖技術(shù)快速發(fā)展開始，光纖攻擊開始逐漸出現(xiàn)，由于攻擊設備能夠通過非物理接觸的方式，對光纖信號進行攔截和解碼，實現(xiàn)遠程監(jiān)聽和數(shù)據(jù)竊取，嚴重威脅到國家安全和關(guān)鍵基礎(chǔ)設施的安全運行，對現(xiàn)有網(wǎng)絡安全防護體系提出了全新挑戰(zhàn)。

“一次一密”確保安全

為應對這一威脅，科研人員致力于開發(fā)光纖通信的加密技術(shù)和物理層安全方案，以期在光纖層面構(gòu)建起更強大的防御壁壘。

一對不可預測的密鑰、一種無法被觀測的狀態(tài)、“一次一密”的安全機制，實現(xiàn)了數(shù)據(jù)傳輸?shù)牟豢筛`聽、不可破譯。

安全距離由此擴大

基于可信中繼的量子保密通信網(wǎng)絡，是目前唯一被廣泛采用的遠距離光纖量子保密通信網(wǎng)絡解決方案。我國國家廣域量子保密通信骨干網(wǎng)、歐洲泛歐量子保密通信網(wǎng)絡、美國東海岸量子保密通信網(wǎng)絡等，都通過部署可信中繼擴展覆蓋范圍。

不過，由于信號損耗，當前現(xiàn)網(wǎng)中點對點光纖QKD的安全距離為百公里量級。

因此，保證可信中繼等節(jié)點的安全是確保更遠距離量子保密通信網(wǎng)絡整體安全的基礎(chǔ)。

本次發(fā)布的國際標準，明確了相關(guān)節(jié)點面臨的安全威脅種類，提出了安全要求及具體的安全措施，可為全球范圍內(nèi)量子保密通信網(wǎng)絡的設計和安全測評，提供國際權(quán)威的規(guī)范性指導，有望助力全球范圍內(nèi)量子保密通信網(wǎng)絡建設，實現(xiàn)標準與應用的相互促進。

國際標準中的中國力量

量子保密通信作為保障信息安全的重要技術(shù)，其標準制定工作一直受到多方關(guān)注。比如，ITU作為聯(lián)合國主管信息通信事務的專門機構(gòu)，自2018年就開始相關(guān)標準的研制工作。

在工信部指導下，國科量子、國盾量子、三大運營商、中國信通院、濟南量子院、北京郵電大學、北京科技大學等中國單位作為重要力量，參與了多項量子保密通信網(wǎng)絡ITU標準的研制工作。

2024年3月4日至15日舉行的國際電信聯(lián)盟電信標準部門第13研究組全體會議上，由中國電信研究院牽頭的“國際標準立項提案量子密鑰分發(fā)網(wǎng)絡——服務感知框架”獲批新立項。同時，中國電信研究院與信通院和北京郵電大學聯(lián)合牽頭的國際標準立項提案“量子密鑰分發(fā)與IPSec集成框架”和“量子密鑰分發(fā)網(wǎng)絡——自主服務質(zhì)量保證的功能架構(gòu)”獲批新立項。

國際金融服務巨頭摩根士丹利在7月發(fā)布的《量子安全網(wǎng)絡發(fā)展》報告中指出，中國公司可以為國際標準組織帶來真正的量子技術(shù)專業(yè)知識和經(jīng)驗，從長遠來看，中國公司將具有競爭力。

國科量子相關(guān)專家表示，我國在量子保密通信領(lǐng)域具有領(lǐng)先技術(shù)優(yōu)勢和工程經(jīng)驗，未來有望在相關(guān)國際標準制定上繼續(xù)發(fā)揮更多作用。