量子科技在金融领域的安全应用

随着量子计算的快速发展,传统的加密体系正在面临前所未有的挑战。金融行业作为信息安全要求最高的领域之一,必须积极应对未来可能到来的量子攻击威胁。近年来,量子通信和抗量子密码学逐渐走出实验室,进入实际应用场景,为金融行业的数据安全和业务连续性提供了全新的保障。

中国在量子通信领域已走在世界前列。国家广域量子保密通信骨干网自2018年启动建设以来,总长度超过一万公里,覆盖17个省份和约80个城市,并联通“墨子号”量子科学实验卫星,实现了天地一体化的量子通信网络。这一网络不仅在技术指标上处于全球领先地位,还具备7×24小时运维能力和高达99.99%的可用性,为金融业的安全应用奠定了坚实基础。相比欧洲和其他国家的试点工程,中国的量子通信网络在规模、速率和运行保障上均处于领先位置,充分体现了“率先性”和“先进性”。

在金融体系中,核心问题之一是如何安全、高效地分发和更新密钥。传统的对称密钥分发在面对大规模网络和高频次业务时存在明显瓶颈,基于量子密钥分发(QKD)的技术方案能够解决这一难题,为各类金融机构提供更高等级的安全保障。例如,在我国某重要金融相关系统中,量子通信技术已经稳定运行多年,通过链路加密和高频率的密钥更新,有效降低了数据被破解的风险;同时,这一技术方案还能显著减少业务系统在安全模块上的开发成本,提升整体运行效率,这意味着量子科技不仅提升了金融安全,还实现了经济效益。

单一的量子密钥分发技术虽强大,但并不足以完全抵御未来量子计算的威胁。为此,全球范围内的研究者们提出了抗量子密码算法(PQC),通过基于数学难题的算法设计来抵御量子攻击。QKD与PQC的融合应用,为金融安全提供了双重保障。例如,基于国密标准的PQC-SM4分组加密算法在保持与现有SM4兼容性的同时,将密钥长度加倍,提升了量子安全强度;而PQC-SM2和PQC-SM3则分别强化了密钥交换和数字签名的抗量子能力。这些算法在性能和应用场景上与现有体系高度契合,为金融机构提供了平滑的升级路径。

目前,多家大型商业银行已率先部署量子通信与抗量子密码的混合方案,应用在数据中心互联、支付系统和跨机构数据交互场景。例如,某大型银行利用国家量子骨干网和PQC-SM4算法,实现了两地三中心的数据链路加密与应用加密,保障了关键业务的长期安全性。此外,量子密码技术不仅应用于数据加密,还拓展到了量子密钥基础设施(QKI)和量子随机数服务,可为银行、证券和保险业提供高质量的量子安全保障。

金融数据应用场景中,数据共享与隐私保护往往是一对矛盾。量子不经意传输(QOT)技术的出现,为多方数据协同计算提供了新的解决思路。基于量子物理原理的QOT技术,可实现量子安全多方计算的组网应用,满足“原始数据不出域、数据可用不可见、数据可用并可控”的要求,兼具现实安全性和抗量子攻击长效安全性。这一技术已经在反电信欺诈、普惠金融、联合风控等场景中开展验证。例如,在证券领域,基于QOT技术的安全多方计算可用于投资者信用风险评估;在保险领域,可用于健康评估与黑名单共享;在新能源行业,可用于保护电动汽车用户的隐私数据。相关应用验证预示了量子科技在跨行业、跨机构数据协同中的巨大潜力。

可以预见,随着量子计算的不断演进,传统加密体系的风险将日益突出,量子通信(QKD)与抗量子密码技术(PQC)的结合,正在为金融行业建立起新一代的安全基石。从数据传输到应用加密,从密钥基础设施到跨机构多方计算,量子科技正全面融合应用到金融安全的各个领域。

随着量子应用技术的不断创新,量子安全未来将不仅仅是“数据安全防护墙”,更将有可能成为推动金融数字化转型的重要引擎。金融机构提早布局量子科技应用,将在未来“量子时代”中掌握主动,获得领先优势。

量子科技在金融领域已经从验证试点逐步走向规模应用实践,从量子通信国家骨干网建设,到银行业的深入应用,再到量子不经意传输等创新技术的前沿探索,量子科技已逐步构建了覆盖传输、存储、计算的全链条安全体系。未来,这一体系将成为金融领域应对量子计算威胁、保障业务安全与创新发展的核心力量。

 

(此为公司副总工程师在中关村软联高级研修班上的“量子科技在金融领域的安全应用”精品课堂主要内容)

 

信息来源:“中关村软联”微信公众号