量子密钥分发：守护车联网安全的未来之钥

量子密钥分发：守护车联网安全的未来之钥

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来源

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https://www.secrss.com/articles/65223

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https://blog.csdn.net/weixin_41366507/article/details/137733510

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http://www.qtec.cn/cn/xwzx/info_6.aspx?itemid=391&lcid=13

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https://www.racent.com/blog/450

近年来，随着5G、人工智能等技术的快速发展，车联网（V2X）已成为智能交通系统的重要组成部分。然而，车联网的普及也带来了前所未有的安全挑战。据统计，2023年针对车联网服务平台的攻击达805万次，同比增长25.5%。面对日益严峻的安全形势，量子密钥分发（Quantum Key Distribution，QKD）技术因其无条件安全性，被视为保障车联网信息安全的潜在解决方案。

量子密钥分发是一种基于量子力学原理的通信技术，能够实现信息的安全传输。其基本原理包括量子态信息的制备、传输和测量三个过程。与传统加密算法相比，QKD具有独特的优势：

随着5G和AI技术的融合，车联网面临更复杂的网络安全环境：

• 网络通信路径多元化：预计2024年全球5G基站将超480万个，2025年将有超过4亿辆联网汽车投入运营。
• 感知计算系统智能化：智能网联汽车每秒可产生100MB数据，高端汽车软件代码量已达亿行级别。
• 业务应用快速迭代：汽车OTA升级已超1亿辆次，部分车型每月进行一次OTA。

为应对上述挑战，QKD技术在车联网领域展现出广阔的应用前景：

1. 量子密钥分发：通过量子态传输实现安全的密钥交换，确保车辆间通信的安全性。例如，清华大学联合团队通过将测量互补性与量子非局域性联系起来，给出了设备无关QKD协议的安全证明，为DIQKD的实用化提供了新的理论工具。

2. 基于量子网络的认证：利用量子密钥更新和分发，实现车辆间的安全认证和身份验证，防止恶意攻击和信息泄露。

3. 量子随机数生成：利用量子随机数的特性，实现高速、高强度的加密和解密操作，满足车联网中实时通信的需求。

尽管QKD技术在理论上具有无可比拟的安全性，但在实际应用中仍面临诸多挑战：

• 可靠性问题：量子通信易受环境因素干扰，如光纤衰减、光子发射和检测误差等。
• 标准化问题：缺乏统一标准阻碍了设备间的互操作性和大规模部署。
• 成本与效率：高昂的设备成本及较低的密钥生成速率限制其广泛应用。

为解决这些问题，研究者提出了多种技术方案：

• 量子中继技术：通过中继节点放大并转发量子信号，有效增加信号传输距离。
• 混合计算平台：构建“经典+量子”混合计算平台，提供定制化计算支持服务。
• 标准化推进：主要标准化组织正积极制定相关标准，涵盖术语定义、应用场景、网络架构等。

随着智能交通系统的不断发展，量子密钥分发技术在车联网领域的应用前景广阔。尽管面临诸多挑战，但其独特优势使其成为未来信息安全的重要发展方向。中汽研科技有限公司密码技术专家鲍越表示，将持续拓展量子密钥分发检测新能力，为企业提供密码与汽车相结合的整体解决方案，助力企业为消费者提供更加安全可靠的汽车产品。