2016年7月-10月，中国金融认证中心（CFCA）、中国电子银行网（微信公众号：cfca-cebnet）联合全国70余家银行发起“2016金融科技引领银行未来”征文活动。以下为热心网友通过网络渠道投来的稿件。 　　

　　作者单位：中国建设银行合肥电子银行业务中心

　　你有没想过未来的银行卡、网上银行将绝对安全，再也无需去购买信用卡盗刷险；未来的货币绝对保真，假币无处可逃；甚至你只要动用意念想一想，你的货币就可以支付到店家，而无需费力的从钱包里取出；量子通信让这一切变为可能。

　　8月16日凌晨，一颗以中国古代科学家墨子命名的墨子号卫星成为浩瀚宇宙中的新成员，同时量子通信这个词从实验室进入大众的视野，量子通信是迄今唯一被严格证明为无条件安全的通信方式。银监会新发布的《中国银行业信息科技“十三五”发展规划监管指导意见(征求意见稿)》指出要“积极应用量子保密通信等前沿技术提升网络安全防护能力。”本文尝试从量子通信的概念出发,分析量子技术的核心优势，探索量子通信在未来商业银行的应用场景，为商业银行应对网络安全挑战提供参考。

　　一、 神秘量子纠缠带来保密通信

　　在微观领域中，某些物理量的变化是以最小的基本单位跳跃式进行的。这个最小的基本单位统称为量子，包括原子、电子、光子等。他们有一个神秘的现象叫“量子纠缠”，有共同来源的两个微观粒子之间存在着纠缠关系，不管它们相距多远，只要一个粒子状态发生变化，另一个粒子状态也会发生相应变化，也就是说两个或两个以上的稳定粒子间会有强的量子关联。但为什么会这样？科学家们直到今天还没搞清楚。也许可以想象成双胞胎之间的“心灵感应”。利用量子纠缠原理，需要传输的量子态信息如同科幻中描绘的超时空穿越，在一个地方神秘消失，不需要任何载体，又在另一个地方神秘出现。实验已证明，具有纠缠态的两个光量子无论相距多远，只要一个发生变化，另外一个也会瞬间发生变化。量子保密通信就是利用这个特性实现的，即基于量子纠缠态的理论，通过量子密钥传输和量子隐形传态的方式实现信息传递。

　　二、 量子通信是迄今唯一被严格证明为无条件安全的通信方式

　　目前，金融行业是通过租用运营商线路来组建各自网络的，在线路传输环节，目前主要针对关键敏感信息，如密钥、用户身份鉴别信息等，实现了加密传输，其它传输信息的安全性则依赖于运营商。随着计算机计算能力的迅速提高，传统密码算法、加密技术面临着被破解、安全性削弱等挑战。于是研究应用新型加密传输技术是信息安全工作的重点。而量子通信是迄今唯一被严格证明为无条件安全的通信方式。决定其绝对安全性是源于量子力学的基本原理。

　　（一）不确定性原理。也称测不准原理，一个量子的某些物理量（如位置和动量、时间和能量等），不可能同时具有确定的数值；其中一个量越确定，另一个量的不确定程度就越大。基于这样一个原理，一旦以量子加密技术对数据进行加密，那么基于测不准原理，攻击者将无法捕捉到携带密钥信息的光子，也就无法获取密钥信息。

　　（二）测量坍缩原理。即对量子态进行测量将不可避免的使量子态坍缩到某一个本征态上，这意味着对量子态进行任何的测量都会留下痕迹。这意味着一旦攻击者对量子密钥进行攻击，量子密钥将立刻遭到破坏，密钥的持有者将立刻知晓并采取相应措施。

　　（三）不可克隆性。即一个未知的量子态是无法被精确克隆的，这一点保证了密钥的唯一性，也为未来量子货币的产生奠定了理论基础，携带量子签名的货币也无法被克隆。

　　三、 量子通信正渐渐进入我们的生活

　　我国在量子通信技术研究领域，处于领先地位，相关产品也逐步走向商业化，这为金融行业研究并应用量子通信技术奠定了基础。目前量子保密通信已成功保障了新中国成立六十周年阅兵、党的“十八大”、抗战胜利七十周年等国家重大活动的通信安全。中国在量子通信产业化方面，正在国际上担当 “领跑者”的角色。

　　世界上第一条远距离量子通信保密干线将开通

　　作为量子卫星“天地一体化”的地面设施，量子保密通信“京沪干线”计划今年底建成并验收。“京沪干线”总长2000余公里，从北京出发，经过济南、合肥，到达上海。利用这一广域光纤量子通信网络，京沪两地的金融、政务等机构能进行保密通信示范应用。量子通信系统的安全性规范研究和测评方法、工具研发工作进一步展开，并有望在将来进入手机、网络等民用通信领域。

　　工商银行首次实现量子通信信息安全传输

　　2015年2月，工商银行成功应用量子通信技术实现了该行北京分行中心机房电子档案主用数据库定期向同城机房备用数据库发送归档数据，保持异地数据库数据同步的系统，实现量子通信技术在国内银行业的首次成功应用，标识我国银行业信息安全又上了一个新的台阶。

　　上海陆家嘴量子保密通信应用示范网

　　上海陆家嘴量子保密通信应用示范网也在建设中，建成后将与“京沪干线”和“量子科学实验卫星”互联互通，金融用户单位可以基于量子保密通信的同城数据灾备和安全传输、企业网银量子保密通信安全传输应用。同时将布局量子通信金融数据战略灾备设施和“量子金融云”应用的试点，同时将试点建设“量子政务云”，用量子技术保护每一个比特。

　　四、 畅想商业银行未来量子通信应用场景

　　量子通信作为未来信息通信行业的一个新兴战略性制高点，已经成为国家科技实力竞争的主战场之一，从目前已取得突破性的进展来看，2016年将是我国量子通信产业化元年，未来一旦实现更多技术突破，市场空间将非常广阔。在此大背景下，我们尽情畅想未来的技术应用场景，让量子技术为商业银行的发展保驾护航。

　　（一） 远程开户的“筋斗云”

　　如果将目前的身份证芯片替换成量子芯片，每个人的身份都是唯一的量子信息，则在开户的联网核查环节便不用担心假证开户的情况。手机、pad等设备未来可能可以变成每个人的量子传输的终端。目前比较常见的人脸识别技术和虹膜识别技术都有一定的局限性，人脸识别技术还无法达到肉眼的精确程度，虽然加了活体检测的动作回应模式，然而也不能判断客户的意愿。虹膜技术虽然精确度更高，但是需要先建立起虹膜和身份信息的对应数据库。也许未来，借助量子通信的安全传输，借助手机等传输终端，就好像给客户一朵孙悟空的筋斗云，不必出门意识和信息却可以瞬间到场，打造出全新的远程开户方法，带给客户便捷高效安全的开户体验。

　　（二） 量子芯片银行卡

　　当下网络欺诈风险形式日趋严峻，伪基站与钓鱼网站及木马病毒的结合，可以轻松套取客户关键信息，又可以拦截客户手机短信，形成窃取客户资金的黑色产业链。除去网络环境中，现实生活里更有改装POS机刷卡环节获取客户信息，真所谓防不胜防。量子通信的不可复制性，给我们彻底解决这一问题提供了可能性，困扰人们的信息安全将不复存在。在银行卡植入量子芯片，每一张芯片都是唯一不可复制的。根据观测即改变状态的原理，如果有人对这些客户信息虎视眈眈，从中拦截，可以第一时间发现。甚至可以借助未来技术的进步，考虑用这一方式去定位观测拦截者的虚拟位置和实体位置，帮助欺诈案件的侦破，维护客户信息的安全。

　　（三）基于量子通信技术的网上银行系统

　　目前现行的网上银行系统，包括支付和转账系统，都是基于数学算法的加密方式，例如RSA加密机制， RSA算法基于一个十分简单的数论事实：将两个大质数相乘十分容易，但是想要对其乘积进行因式分解却极其困难，因此可以将乘积公开作为加密密钥。虽然在目前来说RSA算法非常成熟安全，但是RSA算法也有其自身的缺陷。RSA的安全性依赖于大数的因子分解，随着人类计算能力的飞速提高，特别是量子并行算法的提出，基于计算复杂性假设的经典密码体制的安全性受到了严峻挑战，一旦量子计算机研究成功，现行的加密算法在量子计算机的体系下相当于裸奔。如果我们将量子加密技术应用到现行的网上银行系统中，利用量子的纠缠性，将相互纠缠的一对粒子以量子芯片的方式分别交由用户和银行来进行保存，而将秘钥信息加载到其中的一个粒子时，另一个粒子也能准确的感知到其中的信息。通过这种纠缠性，当客户做出正确的操作时，银行系统能够立刻知悉并加以放行，而一旦受到攻击后，该秘钥信息将立刻失效，银行系统能够立刻了解并进行阻拦，攻击者无法实施攻击。通过量子通信技术的应用，客户资金安全将能够得到绝对安全的保障。

　　（四）量子货币的应用

　　量子货币并不是最新提出的概念，早在上世纪70年代，美国社会伪钞现象十分猖獗，为了防范伪钞，哥伦比亚大学一位年轻学者提出了量子货币的概念。根据量子的特性，量子货币无法复制，一旦被复制就会损坏。当时该观点并未得到认可，随着BB84量子密钥方案的产生，原理上已经证明了量子货币的可行性。未来央行将通过量子通信技术确定造币厂的合法身份来授权造币厂进行量子货币的生产，造币厂制造完量子货币后，利用量子加密技术对货币进行加密，在货币流通过程中，造币厂会公布自己的公钥。公众得到货币以后可以利用造币厂公布的公钥对货币进行验证，而由于量子的测不准原理以及量子密钥的无可复制性，其他任何非央行授权单位无法进行制造。同时造币厂会在货币中储存了量子态的防伪签名，即使犯罪分子得到了合法的量子货币，也应为量子的不可复制性而无法复制该货币。

　　量子卫星首席科学家潘建伟院士认为，量子通信一开始可能会应用于国防、金融、政务、科学研究等，之后会在大众中广泛应用，预计5年左右在机要部门开始使用，10年左右金融业、银行等大机构开始应用，15年的时间或许走进千家万户。虽然以上应用场景是基于业务痛点和技术提升的畅想，但是在当前政策力推科技创新的当下，量子通信产业化也在紧锣密鼓的推进，敢于大胆想象大胆创新，才能继续领跑量子应用领域，为网络安全扫去阴霾，保驾护航。

　　参考文献

　　[1] 广域量子通信网. 

　　[2] 长江证券.主题策略专题报告——量子通信产业化下的主题投资展望.2016(06).

　　[3] 冯骥，冯江源.中国量子通信与产业化.高科技与产业化，2013(10).

　　[4] 赖俊森，吴冰冰，汤瑞，赵文玉，张海懿. 量子通信应用现状及发展分析.电信科学，2016(03).

　　[5]李伟. 量子保密通信在银行安全系统中的应用及其关键技术研究.硕士论文，2014.　

责任编辑：晓丽