Fraunhofer HHI弗劳恩霍夫协会开发量子密钥分发系统（QKD）抵抗量子攻击加密解决方案

在量子计算威胁传统加密的背景下，弗劳恩霍夫协会Fraunhofer HHI开发的量子密钥分发（QKD）系统提供了一种基于量子物理原理的长期安全解决方案。量子密钥分发系统基于BB84协议和时间相位编码（1.25GHz时间仓频率/625MHz量子比特频率），使用1546.92nm量子信道，支持140公里光纤传输距离，安全密钥速率达160kbit/s。

当今的信息社会在很大程度上依赖于无处不在的安全通信和信息服务。然而，所使用的保护算法的安全性不断受到改进的窃听方法，不断增加的计算能力，特别是量子计算机的快速发展的威胁。为了应对这些威胁，弗劳恩霍夫协会夫琅禾费研究所量子密钥分发系统（QKD）提供了一种高度安全的解决方案。

量子密钥分发系统（QKD）能够为敏感数据传输和通信应用提供面向未来的长期保护，即使是针对量子计算机迫在眉睫的安全威胁。Fraunhofer HHI 开发了一种高速QKD 系统，可与商业网络路由器无缝集成。夫琅禾费研究所QKD 的安全性依赖于基本的量子物理原理，而不是复杂的数学算法，这些原理确保了对生成和分发的密钥的长期保护。这些安全密钥以非常高的速率提供，用于广泛的密码应用。

弗劳恩霍夫电信研究所、海因里希·赫兹研究所（HHI）开发的QKD 系统包括在 19”机架兼容外壳中的发送器单元和接收器单元。高速QKD系统基于遵循 BB84 协议的时间相位编码，具有单诱饵状态方法。时间仓频率为 1.25 GHz，量子比特频率为 625 MHz。QRNG 被用作主要熵源。量子信道波长为 1546.92nm。此外，光同步信号从发送器传输到接收器，其具有 1549.32nm 的波长。系统自动执行初始同步和连续重新同步。该接收器与各种单光子探测器兼容，可针对特定用例进行优化。系统通过前面板的屏幕以及以太网连接进行监控和控制。高速QKD后处理和密钥管理软件套件包括完整的后处理堆栈，用于具有单一诱饵状态方法的时间相位 BB84 协议，包括筛选，纠错，错误验证和隐私放大。夫琅禾费研究所密钥管理系统（KMS）提供基于 ETSI QKD ISG 004 标准的密钥接口，以供加密设备或其他应用使用生成的密钥。

技术规格

-自动启动和操作

-安全密钥速率：160 kbit/s，超过 140 km 光纤距离

-与商用制冷机的标准化接口

-在 DWDM 电信波长上工作

-量子熵源

-19”机架兼容外壳

-625 MHz 诱饵-BB84 QKD 协议

应用

-异地数据备份

-干链路保护

-高安全性的专用网络

-关键基础设施 SCADA 保护

-关键服务器分发链接

优点

-用于加密应用的高度安全的对称密钥

-传输敏感数据，确保长期安全性

-防止“先存储后解密”攻击

-防范量子计算机的安全威胁

-量化安全

-高关键利率