隨著(zhù)信息通信技術(shù)的快速發(fā)展，社會(huì )的信息化程度日新月異，國家、機構、個(gè)人的信息安全需求與日俱增。密碼技術(shù)作為信息安全技術(shù)的基石在保障信息的機密性、真實(shí)性、完整性和不可抵賴(lài)性方面發(fā)揮著(zhù)核心作用。得益于數學(xué)的支撐，現代密碼學(xué)構建了較完善的體系，而與其相生相克的密碼破解技術(shù)卻也一直在挑戰和刺激著(zhù)密碼學(xué)的不斷演進(jìn)。特別是以量子計算為代表的計算能力飛躍發(fā)展，已經(jīng)對基于大數分解、離散對數等數學(xué)難題的公鑰密碼體系帶來(lái)了前所未有的挑戰。與此同時(shí)，基于量子物理的量子密碼技術(shù)（以基于量子通信的量子密鑰分發(fā)為代表）和基于新型數學(xué)難題的抗量子計算公鑰密碼算法擔負起了抵御量子計算挑戰的重任，并在國際上催生了新的安全概念——量子安全。雖然距離第一臺能破解典型公鑰密碼的量子計算機出現可能還需十年甚至二十年時(shí)間，但國家、機構甚至個(gè)人的核心數據保密年限需求也會(huì )達到數十年之久，面臨現在被截獲和存儲等待將來(lái)被破譯的安全風(fēng)險。因此，實(shí)踐量子安全保障已具現實(shí)意義。
本白皮書(shū)正文共五章。第一章闡述了作為信息安全核心的密碼技術(shù)的主要功能，量子計算對現有密碼技術(shù)的安全威脅，以及量子安全的內涵。第二章介紹了基于數學(xué)的抗量子計算密碼技術(shù)和基于量子物理的量子密碼技術(shù)這兩類(lèi)量子安全的實(shí)現方式。第三章從安全通信協(xié)議，到端、網(wǎng)、云、鏈等ICT系統，再到典型垂直行業(yè)的應用場(chǎng)景，分層次地探討了量子安全技術(shù)的應用模式。第四章從政策規劃、技術(shù)與專(zhuān)利、標準化與攻防評測，以及產(chǎn)業(yè)生態(tài)幾個(gè)方面匯總了量子安全技術(shù)近年來(lái)的發(fā)展情況。第五章分析了當前量子安全技術(shù)發(fā)展面臨的挑戰。白皮書(shū)另附了三個(gè)附錄。附錄1羅列了國內外標準化組織在量子密碼領(lǐng)域的標準化項目情況。附錄2羅列了量子密鑰分發(fā)技術(shù)的黑客攻擊方案及防護措施。附錄3是全文用到的縮略語(yǔ)，便于大家查閱。
白皮書(shū)在最后指出，對于我國的量子安全技術(shù)發(fā)展而言，如何參與乃至把握國際競爭是一個(gè)重要的問(wèn)題。目前形勢格外復雜，地緣政治因素干預到了技術(shù)的競爭。相對而言，QKD技術(shù)的國際競爭形勢要稍好一些。我國的QKD研究界和工業(yè)界在國際標準化組織中掌握了一定的發(fā)言權，但也有被孤立的風(fēng)險和傾向。對于PQC而言，這一問(wèn)題比較嚴重。在國際標準化方面，我國的話(huà)語(yǔ)權較弱，存在被完全孤立的風(fēng)險。近年來(lái)，我國在QKD技術(shù)的遠距離、高速率、小型化、安全攻防以及標準化方面，在量子隱形傳態(tài)、量子中繼等面向未來(lái)量子網(wǎng)絡(luò )的核心技術(shù)方面取得了一系列重大成果，在國際上處于暫時(shí)領(lǐng)先的地位；在與光通信基礎設施及密碼應用融合方面也在積極探索，并初步形成產(chǎn)業(yè)生態(tài)。在PQC領(lǐng)域，我國密碼算法設計競賽和標準化工作已經(jīng)展開(kāi)，除了大學(xué)和研究機構加大投入，一批致力于PQC應用的創(chuàng )新創(chuàng )業(yè)團隊也在積極作為。在QKD與PQC相結合的方向上，中國的科研和產(chǎn)業(yè)化團隊已經(jīng)邁出了他們的步伐。
發(fā)展量子安全技術(shù)是一項需要將量子物理、密碼學(xué)，以及ICT技術(shù)交叉融合的艱巨任務(wù)。在我們之前，歐洲電信標準研究院ETSI曾在2015年發(fā)布過(guò)一本介紹“量子安全密碼”的白皮書(shū)。5年過(guò)去了，無(wú)論是量子計算這把矛，還是抵御它的盾都取得了一系列重大進(jìn)展。中國信息協(xié)會(huì )量子信息分會(huì )作為量子技術(shù)的行業(yè)團體愿意在服務(wù)和推動(dòng)“量子安全”這一交叉技術(shù)的發(fā)展上邁出第一步——編制我國第一部以“量子安全”為主題的行業(yè)白皮書(shū)。這一編寫(xiě)工作也得到了中國通信標準化協(xié)會(huì )和中國電子學(xué)會(huì )的積極響應，經(jīng)過(guò)各方的共同努力，這部白皮書(shū)得以面世。
我們將持續修訂本部白皮書(shū)，追求客觀(guān)公正、凝聚共識、不斷進(jìn)取的“量子安全”行業(yè)價(jià)值觀(guān)。并立足當下、面向未來(lái)，推動(dòng)量子信息技術(shù)和新型密碼技術(shù)在新一代信息技術(shù)基礎設施中發(fā)揮關(guān)鍵作用，形成戰略性新興產(chǎn)業(yè)，服務(wù)社會(huì )民生。