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2023-06-26
典型应用场景示例：探索12.7.3
【摘要】：如图12.42所示，三个异地的数据中心之间需要定期或不定期地进行数据备份，数据的加密由量子加密机采用量子密钥和“一次一密”的加密方式完成，所需量子密钥由QKD 设备按需提供。在这种应用场景中，量子密钥的“信息理论安全”特点可极大地提高数据传输的安全性，满足企业和用户的高安全需求。图12.42基于QKD 的数据中心安全数据备份应用场景作为一种新的密钥分发功能组件，QKD 可以与现有ICT 技术结合应用。
与现有的密钥分发技术相比，量子密钥的这种“生成分发一体化”特点和“信息理论安全”特点，极大地提高了对称密钥远程分发的自动化程度和安全性。进一步地，QKD 技术与“一次一密”加密方案和Wegman-Carter认证方案相结合，可形成具备信息理论安全性的量子保密通信系统，该安全性与计算复杂度无关，因此具有重要的学术意义和应用前景。
下面以数据中心的数据备份为例，说明QKD 如何支持其安全性。
随着大数据时代的到来和数据成为生产要素，数据中心得到了蓬勃发展，其安全性也受到了日益关注，QKD 可以为之提供安全传输的解决方案。如图12.42所示，三个异地的数据中心之间需要定期或不定期地进行数据备份，数据的加密由量子加密机采用量子密钥和“一次一密”的加密方式完成，所需量子密钥由QKD 设备按需提供。量子密钥、加密数据和无须加密的明文都通过同一个网络来传送，支持量子信号和经典信号的共同传输和共同交换。在长距离传输场合，采用可信任中继节点的方式实现远距离用户之间的量子密钥分发。在这种应用场景中，量子密钥的“信息理论安全”特点可极大地提高数据传输的安全性，满足企业和用户的高安全需求。
图12.42 基于QKD 的数据中心安全数据备份应用场景
作为一种新的密钥分发功能组件，QKD 可以与现有ICT 技术结合应用。例如，和OSI参考模型不同层的协议结合，包括应用层、传输层、网络层和数据链路层等，提高各层的安全性，从而提高整个信息网络的安全性。从行业应用来看，近期QKD 技术主要集中在数据中心的数据备份和政企专网的信息加密等对安全性要求较高的场合；未来随着QKD 技术走向规模化和网络化，还将拓展到电信骨干网和接入网、移动终端和云存储等更为广阔的应用场景中。
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