英国量子基地和兰开斯特大学研发出首个实用性量子随机码发生器，变革网络安全

英国量子基地和兰开斯特大学在著名的2018年皇家学会夏季展览上展出了其研发的首个具备实用意义的量子随机码生成器（QRNGS），克服了传统QRNGS工作缓慢、价格高昂或体型巨大的缺点，可集成到微电子产品中，为身份认证和通信提供100%可验证的量子安全，网络攻击者难以实施攻击。

需求背景

到2020年智能设备的数量预期将达到500亿个，安全是一个非常重要的问题。从全球看，到2021年网络空间犯罪带来的损失将达到6万亿美元；在2019年勒索病毒类网络攻击损失将达到1150亿美元，如2017年在NHS上出现的“想哭”攻击。

“伪”随机码弱点

随机码是每个电子通信算法的基础。数字网络设备的安全通常使用“伪”随机码方式进行保护，依赖“伪”随机码生成器。但是网络黑客已具备利用“伪”随机码生成方法中漏洞的能力。一个著名的案例是黑客试图用一个连网的鱼缸盗取赌场的数据。

“真”随机码

信息安全要求使用“真”随机码，从在线购物和网上银行到汽车电子、游戏和智能家居应用，实现至关重要的防御。利用量子力学的力量，随机码生成器将产生“真”随机码。

核心进展

研究团队通过使用量子机制固有的随机性，研发出全电子、纳米级简单量子真随机码生成器，能够嵌入到半导体芯片中，如数十亿个日常使用智能手机、电脑和家居IOT智能设备中。

该QRNGS可在不增加成本和复杂性的情况集成到任何电子设备中，并可以最快速度运行。量子基地的CEOPhillip Speed说：“我们研制出小型、低功率器件，能够产生纯随机序列数，能够嵌入到任何电子产品中，一旦实现批量生产，成本基本不会增加。”

自评

兰卡斯特大学量子技术中心主任Rob Young教授表示：“当前生成随机码的电子设备中的缺陷削弱了安全性，并降低了效率。我们解决了这个问题，并实现了难以置信的微型和高效，这点非常重要。由于其低功耗需求，以及简单半导体结构（共振隧穿二极管）带来了高微缩能力，该创新预期将在消费类和商业领域扮演重要角色。”