新加坡建立国家量子安全网络 保护关键基础建设
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由新加坡国家研究基金会(NRF)支持的量子工程计画(Quantum Engineering Programme
;QEP),将开始进行全国性的量子安全通讯技术试验,该技术的网络安全性极高,可供
关键基础建设和处理机敏资料的公司使用。该计画将有15个民间及政府单位合作参与。
网络安全为现今数位社会之根本。众所周知,公开金钥加密(public-key encryption)每
天保护数十亿位元资料的交换,容易受到量子电脑的攻击,而量子电脑在处理某些任务上
比一般电脑强大数百万倍。虽然目前的量子电脑太小,还无法破解加密,但随着科技的发
展,解决网络安全威胁议题也是迫在眉睫。
量子安全通讯技术透过专门的硬件和新的加密算法来应对量子计算的威胁。该技术可以
为政府、关键基础设施,如:能源网(energy grid)、医疗体系和金融等领域机敏资料
的公司,提供安全的通讯系统。
新加坡国家量子安全网络(National Quantum-Safe Network;NQSN)将为政府机构和民
间公司建构商用技术与进行试验,对安全系统进行深入评估,并制定指导方针以支援公司
采用量子安全通讯技术。该国家量子安全网络将加强关键基础设施的网络安全,这也是
RIE2025计画下的关键举措之一。
在新加坡国立大学(NUS)的主持下,该计画将在三年内获得850万新元(约1.76亿新台币)
。合作单位将为该计画带来专业知识、设备及使用案例。由新加坡国立大学电子与电脑工
程学系及量子及数中心的助理教授Charles Lim担任NQSN的首席研究员,带领NRF、NUS以
及产业及学术伙伴一起联合研究,如何在国内广泛的光纤网络基础设施上操作和实施量子
密钥分发(quantum key distribution)网络,达成量子网络目标。
联合研究小组预计在一年内完成第一批节点,同时建立量子安全实验室,着手先进量子安
全漏洞研究及安全设计。此外,透过与潜在终端用户的工作会议,能够更了解他们的需求
,并建立对现有新技术的认识。
量子安全生活实验室(Quantum-Safe Living Lab)
初步的部署计画是在新加坡各地安装10个连接光纤的网络节点:
两个在新加坡国立大学,
两个在新加坡南洋理工大学,
其余在政府和民营公司。
这些节点会连接起来提供公共网络,成为生活实验室,供那些希望体验量子安全通讯技术
的组织使用、可分开政府和私人网络,或者是专用使用者应用的试验。
新加坡国立大学内的另一个实验性节点将与公共网络进行自由空间连接,开发可以将安全
连结(secure links)延伸到无法与光纤连接、或甚至可能正在移动的地点(如船只)的
技术。
该网络将开发并提供以下技术:
量子密钥分发(Quantum key distribution):一种量子安全通讯的硬件方法,需要安装装
置来建立和接收量子讯号;
后量子密码学(Post-quantum cryptography):升级软件以运行能够抵抗量子电脑攻击的
新密码算法。
全面的民间参与公共建设
目前,该专案有超过15个合作者,参与者在不同层面扮演脚色协助该网络:
新加坡国立大学、新加坡南洋理工大学和新加坡弗劳恩霍夫协会(Fraunhofer Singapore
)将提供硬件上的专业知识、协调和地点。
NetLink Trust将提供新加坡光纤网络的使用权。
AWS、新加坡政府科技局(GovTech)、新加坡国家超级计算中心(NSCC)和意法半导体全
球资料中心提供用例。
新加坡国立大学与亚马逊网络服务(AWS)和达利思公司(Thales)的QEP合作,这将有助
于NQSN。
意法半导体工程公司和达利思公司专注于网络安全,提供整合到网络的硬件。
新加坡网络安全局(CSA)将与其批准的通用标准测试实验室T-Systems和UL合作,对量子
安全技术进行正式的安全认证。
新加坡国防科技局、国家队科学技术局(HTX)、新加坡国防科技研究院和Horizon
Quantum Computing公司则参与量子网络研究专案。
新加坡资讯通信媒体发展局(IMDA)将与学术单位、产业界和研究伙伴合作,寻找在新加
坡的光纤网络基础设施上运营和实际进行NQSN的方法。
NQSN计画是在与新加坡经济发展局(EDB)也有参与的工作小组协商后制定的。通过NQSN
,将为合作伙伴展示加密敏捷(crypto-agile)的连接,并支援量子网络的部署,以便未
来能在工业和社会中更广泛使用。