“0”的突破！五项量子密钥分发（QKD）网络国际标准正式获批

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发布时间：2024-01-15

最近，国际电信联盟电信标准化局（ITU-T）正式批准通过了5项与量子密钥分发（QKD）网络协议相关的国际标准。

ITU-T Q.4160规定了量子密钥分发网络（QKDN）的信号和协议框架

参与单位：情报通信研究机构（NICT）、日本电气（NEC）、东芝、韩国电子通信研究院（ETRI）、国盾量子、国科量子、中国工信部、北京邮电大学

ITU-T Q.4161规定了量子密钥分发网络（QKDN）的Ak接口协议

参与单位：国盾量子、国科量子、中国工信部、情报通信研究机构（NICT）、日本电气（NEC）、东芝

ITU-T Q.4162规定了量子密钥分发网络（QKDN）中Kq-1接口的协议

参与单位：国盾量子、国科量子、中国工信部、情报通信研究机构（NICT）、日本电气（NEC）、东芝

ITU-T Q.4163规定了量子密钥分发网络（QKDN）中Kx接口的协议

参与单位：情报通信研究机构（NICT）、日本电气（NEC）、东芝、国盾量子、国科量子、中国工信部

ITU-T Q.4164规定了量子密钥分发网络（QKDN）中的Ck接口协议

参与单位：情报通信研究机构（NICT）、日本电气（NEC）、东芝、国盾量子、国科量子、中国工信部

这一系列标准由中日（韩）合作提出，并得到了中国工业和信息化部的大力支持，为实现QKD网络的规模化建设、互联互通以及广泛应用迈出了重要一步。

标准是全球通用的语言，在推动科技创新、促进国际交流等方面发挥着重要作用。

作为量子信息领域实际应用最前沿的技术，量子保密通信的标准制定工作一直备受关注。

此次通过的一系列标准涵盖了广泛的领域，包括QKD网络的协议框架（Q.4160）、Ak接口协议（Q.4161）、Kq-1接口协议（Q.4162）、Kx接口协议（Q.4163）、Ck接口协议（Q.4164）。

这些标准规范了密钥管理器的密钥输出、密钥获取、密钥中继等方面，并提供了具体的消息格式参考，成为量子网络建设的重要操作指南。

[ITU-T Y.3802]中定义的QKD网络功能架构模型

其中，Ak是连接加密应用程序和KSA中密钥供应功能的参考点。它负责从加密应用程序向KSA发送密钥请求，在加密应用程序和KSA之间执行身份验证，并从KSA向加密应用程序提供密钥。

Ck是连接QKDN控制器中QKDN控制和管理功能与密钥管理器（KM）中KM控制和管理功能的参考点。它负责QKDN控制器与密钥管理代理（KMA）和密钥供应代理（KSA）之间的控制信息通信。

而Kq-1接口是在密钥管理器（KM）和QKD模块之间定义的，用于在KM的密钥存储功能和QKD模块的QKD密钥供应功能之间获取密钥。

最后，Kx接口位于参考点，通过KM链路连接每个量子密钥分发（QKD）节点中的两个密钥管理器（KM）。它负责在KM之间交换密钥中继、密钥同步和身份验证所需的信息和操作。

因此，自从这五项标准于2021年立项以来，来自日本情报通信研究机构（NICT）、韩国电子通信研究院（ETRI)、国盾量子、东芝、国科量子、中国信通院等中、日、韩、欧等的多方国际力量都积极参与其中。

推动量子信息技术标准化研究已成为国内外共识。

近年来，量子信息技术领域的国际标准化工作迅猛发展。量子通信、量子计算、量子互联网等领域成为标准制定的新兴热点；ISO、IEC、ITU、IEEE、IETF、ETSI等国际/区域标准组织纷纷提前布局，加速展开量子信息标准工作。

各国也纷纷竞相布局量子信息技术标准化研究。

美国在其关键与信息技术国家标准战略中强调要加快量子标准化进程。

欧盟已制定量子技术标准化路线图，将其视为增强量子产业国际竞争力的关键。

新加坡与日本、韩国展开合作，共同推进量子技术标准化。

此外，澳大利亚、俄罗斯等国也相继启动了量子标准的制定工作。

中国在量子信息技术领域的前瞻布局备受关注。凭借领先的科研及产业发展优势，中国在国内外标准研制方面取得了丰硕成果。

2017年6月，中国通信标准化协会(CCSA)成立了量子通信与信息技术特设任务组(ST7)，下设量子通信工作组(WG1)和量子信息处理工作组(WG2)，负责量子通信技术与量子通信网络、与量子通信相关的量子计算技术以及通用量子信息关键器件的相关标准化工作。

量子保密通信标准化的总体任务

此次批准通过五项国际标准，是中国乃至全球在量子信息领域的重要里程碑。

尽管中国在量子通信领域取得了重要进展，但标准化工作尚需进一步加强。

即使局限于量子通信中最为基本的量子保密通信，标准化工作也刚刚开始。在量子计算和量子测量领域，由于技术种类繁多，标准化制定更是困难重重。

目前，在产学研多方力量共同努力下，我国量子科技的标准化体系正加速建设，并在国际标准制定中持续贡献中国智慧和方案。

关于国际电信联盟（ITU）

国际电信联盟是目前世界上最主要的三大国际标准化组织之一，也是联合国机构中历史最长的一个国际组织。2018年，国际电信联盟电信标准化部门（ITU-T）开始对量子密钥分发（QKD）进行标准研究和制定工作，主要聚焦在QKD网络的功能、安全性和协议方面，主要力量来自中日韩欧美，包括中国信通院、国科量子、国盾量子、韩国运营商SK Telecom/KT、瑞士IDQ、日本NICT/Toshiba/NEC、美国Qubitekk等。

参考链接：

[1]https://www.itu.int/ITU-T/workprog/wp_item.aspx?isn=17863

[2]https://www.itu.int/ITU-T/workprog/wp_item.aspx?isn=17873

[3]https://www.itu.int/ITU-T/workprog/wp_item.aspx?isn=17875

[4]https://www.itu.int/ITU-T/workprog/wp_item.aspx?isn=17874

[5]https://www.itu.int/ITU-T/workprog/wp_item.aspx?isn=17876

[6]https://mp.weixin.qq.com/s/INtIn0rehZWG7lO8IY59HQ