手機SIM卡可以升級量子密話？

當黑洞、AI、機器人、宇宙大爆炸等概念被科幻片玩濫了以后，量子成功上位成為了目前的科幻新秀，新推出的科幻片不摻雜點「量子概念」都不好意思發(fā)電影預告。

量子就像是烹飪時放的萬能咖喱醬，只要往電影里一加，科幻味就來了。穿越時空太老土，加個量子糾纏就變得先進而前衛(wèi)；納米顆粒聽膩了，改名叫量子粒子聽起來就高深莫測。 一時間仿佛說不清道不明的事情，只要加個量子前綴一切都說得通了，而觀眾也一時間被培養(yǎng)成了量子物理學家，隨便都能對量子力學點評兩句。

跳出電影回到現(xiàn)實，我們還有多久才能真正接觸到量子產品呢？ 最近中國電信正式對外宣布，其推出的行業(yè)內首款量子安全通話產品「量子密話」，目前已在安徽成功試商用，廣東和上海也將很快開放試點。 「量子密話」會是我們與量子科技的第一次接觸嗎？

量子密話很安全，但也沒那么神話 自荒謬的「量子速讀」媒體被曝光后，公眾對于量子前綴的宣傳好感可謂是一落千丈。

不知為什么眼鏡總是很受「智商稅」概念的青睞 原因無他，量子已經(jīng)正式加入紅外、磁療、納米、石墨烯等等傳銷忽悠詞匯大合集之中，比如「一副采用納米石墨烯打造的磁療眼鏡，利用量子波動產生紅外輻射治療近視眼」，是不是有內味了。 要辨別中國電信這次推出的量子密話到底是黑科技還是偽科學，首先我們要對量子、量子密碼、量子通信有個大致概念，雖然量子的概念多有耳聞，但是大多數(shù)非專業(yè)人士對于量子的概念仍舊停留在淺薄的印象中。 首先要明確一個概念，量子不是一個東西，也并非是某一種微觀粒子的名字，而是一種狀態(tài)。

能量的傳輸是不連續(xù)的，就像由無數(shù)個小方塊組成的魔方，當這些能量小方塊被分割到不能再小，那么它就是量子化了，例如光束中的光量子。 在這種微觀狀態(tài)下，物質表現(xiàn)的屬性會超過我們的正常理解，例如會表現(xiàn)出疊加態(tài)、糾纏態(tài)，以及不可確定、不可觀測的特性。利用這些物理特性可以生成一個完全隨機、安全的密鑰進行通信。

利用量子態(tài)物質作為載體來傳遞信息，就是量子通信。量子通信包括信號通過發(fā)送端的量子態(tài)制備、編碼調制、發(fā)射，經(jīng)過光纖或自由空間信道傳播，到接收端的量子態(tài)檢測、解調解碼等過程。 當了解完這些「前期提要」，我們就可以比較好去理解由中國電信推出的量子安全通信服務（量子密話），首先給出結論：此量子密話不等于彼量子通信，量子密話更像是量子通信的簡化版。但別急著給量子密話貼上「智商稅」的標簽，它依然與量子加密有著密切的關系，并且確實是一種更安全的通信方法，要理解這一點，我們先要從量子密話的原理講起。 量子安全通話服務可以分成兩個部分理解，「安全通話+量子密鑰」。

也就是說它依然是通過對通話過程中的語音信息進行加密后，再進行傳送，而加密的手段則是通過量子密鑰，從而實現(xiàn)通話內容防泄漏的功能。 以生活中的例子為例，如果我們想發(fā)一句 Love 給對象但是不想被人偷看，那么這句話會經(jīng)歷這樣一個加密過程：Love（明文）→傳輸密鑰加密（字母表加一）→Mpwf（暗文傳輸）→接收密鑰解析（字母表減一）→Love（變回明文）這個過程也就是密碼學的原理，其中提到的加密手段——密鑰就是量子加密的重點。

量子密鑰有什么意義？ 我們傳統(tǒng)使用的數(shù)字密鑰是由復雜的數(shù)學手段產生的一道數(shù)學難題，想要解開需要用窮舉法一次次代入答案進行計算，這個計算過程可能需要耗費普通計算機上千年的時間，因此我們會覺得它足夠安全。

但這是對于 0 與 1 轉化單向計算的傳統(tǒng)計算機而言，復雜的數(shù)學難題卻可能被可以進行并行計算的量子計算機輕松攻破。 量子密鑰的特點在于其隨機性，密鑰生成給予物理機制而非數(shù)學算法，其安全性是經(jīng)過嚴格數(shù)學證明的。 量子密鑰的特點在于它編碼在光子的量子態(tài)上，依據(jù)量子不可克隆定理，一個位置的量子的不能夠被精確的復制，一旦被測量也會被破壞，因此充分保證了量子密鑰的安全性。

之所以說「量子密話」并非量子通信，是因為通信過程中傳輸信息依然是通過電波而非量子載體的形式傳送。量子密話是在終端側的 SIM 卡和中心服務器上采用了量子生成的隨機數(shù)作為密鑰，以實現(xiàn)更安全的通信加密或鑒權認證。 根據(jù)中國電信的使用演示，其服務是基于一張被預先注充了量子安全密鑰的 SIM 卡。在進行安全通話前，需要下載一個名為「天翼量子」的 APP。

使用量子安全通話時，用戶撥號觸發(fā)認證過程，使用 SIM 卡預先充注的量子密鑰進行認證，同時從量子密鑰分發(fā)網(wǎng)絡實時獲取量子密鑰，對通話進行加密，每次通話的量子密鑰用完就拋，實現(xiàn)「一次一用」。 通俗地講，安全 SIM 卡就像一塊比 U 盾更高級的隨機數(shù)安全硬件，它的隨機數(shù)以物理而非算式的形式產生，從而保障通話信息的安全。 需要注意的是，「量子密話」目前只能在 Android 端手機上使用，對手機硬件無特殊要求，想要構建量子安全通話，需要通話雙方均開啟量子安全服務功能。

用量子技術進行通信加密，有必要嗎？ 在公元 700 年前，斯巴達人研究出了一種巧妙的信息保密傳輸方式：

將紙條或者布條一圈圈纏繞在木棒上，再將秘密信息寫在上面。當紙條從木棒上解下，上面的文字就變成了錯亂無章的字符，只有重新將它繞在木棒上才可以解讀出里面的信息。 這種被稱為 Scytale 圓木棍也許是人類最早使用的文字加密解密工具。 當我們通訊的紙條已經(jīng)變成了一個個飛在空中的電波字符，我們依然需要一根更安全的「圓木棍」守護我們的隱私與秘密。 2013 年德國總理默克爾深陷竊聽門事件，根據(jù)報道默克爾的手機已經(jīng)被美國情報組織持續(xù)監(jiān)聽了 12 年，她在私人手機上談到的一切，都被大洋彼岸聽的一清二楚，這為全世界人敲響了安全警鐘。 為了保障通訊的安全，許多手機廠商做出了不少硬件和軟件上的努力，其中黑莓注定會是一個繞不開的手機品牌。

曾經(jīng)黑莓之于手機就好像沃爾沃之于汽車，安全就是它們的代名詞，唯一不同的是沃爾沃還在汽車業(yè)活得好好的，黑莓如今已轉型成為網(wǎng)絡安全服務商。 人們如今懷念黑莓，除了懷念全鍵盤帶來的打字手感，也是在懷念帶來的安全感。黑莓的 BES 服務在進行消息傳輸時，數(shù)據(jù)都經(jīng)過了 AES-256 位或 3DES 加密，再進行壓縮和打包再發(fā)送到基站。

經(jīng)過多重的加密后，即使數(shù)據(jù)被攔截竊聽，由于黑莓采用的是打碎傳輸，竊聽者獲得的只會是一段被打亂的亂碼。 霸屏電視廣告的 8848 手機也曾將通訊安全作為自家手機的重要賣點，宣稱可以隱藏本機號碼、隱藏通話記錄和加密防竊聽。 根據(jù) 8848 的解釋，目前電話監(jiān)聽為有源監(jiān)聽，即根據(jù)通話號碼進行追蹤，而 8848 手機在加密通話過程中通過中轉站對機主號碼進行了重新編碼，因此無法被識別、監(jiān)聽，也無法追蹤通話記錄。

不過有用戶的反饋，這種隱藏號碼的手段能夠繞過手機黑名單的攔截，這與工信部的電信實名制要求存在沖突，在 2020 年 12 月 10 日 起 8848 正式關?！讣用芡ㄔ挕构δ堋?/p>

手機廠商想方設法加強通信安全的目的，還是因為我們看似安全的通訊網(wǎng)絡依然存在一些漏洞，給了竊聽者可乘之機。 傳統(tǒng)的 2G、3G 和 4G 鑒權認證方案本質上是對基于身份索引的密鑰打上包含用戶身份信息的標簽。 在面對針對以無線信號為載體對信息內容篡改、假冒，以及以轉發(fā)和重放等形式的無線接入攻擊時，一旦根密鑰泄露，認證參數(shù)將失效，通過竊聽認證的過程即可推衍出后續(xù)保護密鑰，威脅網(wǎng)絡安全。 而量子密鑰的加入，不可復制、動態(tài)變化的特性便像是給網(wǎng)絡認證加入一道物理的鎖。

2020 年三星推出了一款采用了量子加密的手機名為 Galaxy A Quantum，僅在韓國本土發(fā)售。手機內置了量子隨機數(shù)芯片，目的也是為了更好地保障通話安全。 與三星的手機對比，中國電信推出的「量子密話」則可以讓我們以更低的代價（無須換手機）體驗到更高級的安全加密手段。 它不一定適合普羅大眾，但是對于一些涉及嚴格保密的政務、商務人士而言，更添一層保障的加密通話無疑意味著能夠有效降低泄密的風險。

量子科技離我們生活有多遠 對于看不透摸不著的東西，人們會本能地選擇抵觸。正如現(xiàn)在看似很多事情都成為常識的時候，仍存在部分人不相信地球是球形的。 大家知道量子這個概念的存在，卻鮮有人了解它的原理，在生活中更難以感受到它帶來的實際提升。

而且人們已經(jīng)被「偽科學」的概念欺騙過太多次，各種偽劣產品試圖蹭上這些尖端科學詞匯來夸大宣傳，而它們實際的低劣產品體驗則會敗壞人們對于新興科技的好感，盡管它們「毫不相關」。 這種不信任的態(tài)度引起的抵觸心理將會是量子科技走進民用市場的一大阻礙。 目前在市面上我們能購買到與量子技術相關的只有三種，量子概念股票，量子力學教科書，和量子加密設備，其余產品無論介紹看得懂還是看不懂，都是妥妥的智商稅。

另一方面，量子科技的應用依然停留在非常初步的階段，我們目前對于量子科技的應用就如同萊特造飛機一樣，還處于「知道飛機能飛起來」的階段，想要讓普通民眾體驗到「跨國飛行」般的服務，仍有很長一段路程要走。

原文標題：手機 SIM 卡可以升級量子密話，接個電話直接穿越？

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責任編輯：haq