A.T. Kearney股份有限公司(東京都港區，日本代表:針ヶ谷 武文)發布了探討量子通訊為安全帶來的變革的論述「量子通訊—為安全帶來巨大變革的時代即將來臨」。

本文整理了量子通訊網路的導入已開始進行、後量子密碼學(PQC)已開始作為應對未來量子電腦解密的實務性選擇方案、以及量子金鑰分發(QKD)雖設計用於偵測竊聽者存在，但伴隨著專用光纖線路等實體實施限制。

目前的通訊網路大致上是安全的，但並非無法被破解。本文指出，偵測到侵害所需的平均時間超過200天，單一資料侵害的平均成本超過400萬美元。隨著連接設備數量和資料量的增加，政府和民間組織都需要開始考慮如何在未來十年及以後，利用量子通訊保護自身資料。

1. 2029年IoT設備約390億台，量子通訊工具的潛在市場有望擴大

根據本文，全球運行的連接IoT設備數量可能從2023年的157億台增加到2029年的約390億台。此外，全球生成、複製、擷取和消費的資料量預計將從2023年的120 ZB增加到2025年的181 ZB。

關於這項變化，本文認為，隨著傳輸資料的連接設備數量持續增加，量子通訊工具的潛在市場最終可能變得巨大。由於個人資訊、金融資料、營業秘密等加密資料，即使在十年後仍可能具有意義，因此確定目前需要保護的重要系統是邁向量子安全未來的首要步驟。

2. 侵害偵測超過200天、平均成本超過400萬美元,PQC成為「現可導入」的選擇方案

本文指出，部分成功的攻擊可能數月未被偵測到，受害者甚至可能不知道已發生侵害。目前，偵測到侵害所需的平均時間超過200天，單一資料侵害的平均成本超過400萬美元。

為應對這項新威脅，美國國家標準暨技術研究院(NIST)以及中國等國家的機構正在制定後量子密碼學的標準。本文將PQC定位為一種實務性方法，透過開發同時適用於量子電腦和古典電腦的協定與演算法，使其成為現可導入以保護資料免受未來量子電腦解密的方案。2024年2月,Apple宣布將在其iMessage中採用名為PQ3的後量子密碼學協定。

另一方面,QKD利用量子力學系統的固有特性來生成和分發用於密碼學演算法的金鑰素材，並設計用於偵測試圖攔截通訊的竊聽者。然而，由於QKD在物理層使用獨特的通訊方式，使用者需要租用專用光纖線路或準備實體管理的自由空間發射器。此外，本文也提到，由於這些限制，美國國家安全局(NSA)目前並不支援使用QKD來保護國家安全系統的通訊。

3. QKD有2,032公里地面鏈路、805公里合約區段、支援800Gbps開發的案例

根據本文，目前最長的QKD網路位於中國，擁有北京至上海之間長達2,032公里的地面鏈路。銀行和其他金融企業已開始利用此網路進行資料傳輸。此外，中國於2017年發射了「墨子號」衛星，實現了北京至維也納之間跨洲QKD保護下的視訊會議。

在美國，主要電信營運商Verizon正在試驗導入QKD網路，而Quantum Xchange已簽訂了連接東海岸沿線500英里(805公里)光纖電纜的存取合約，並正在建構QKD網路。JPMorgan Chase正在開發一種能抵抗量子攻擊並支援800Gbps資料速率的QKD網路，並已證明能在該量子通道上即時偵測和防禦竊聽者。

在歐洲,QKD預計將成為EuroQCI(量子通訊基礎設施)的首批使用服務之一。2019年6月，歐盟26個成員國在歐洲委員會和歐洲太空總署的支持下，同意合作開發量子通訊基礎設施，以保護歐盟現有和未來的網路威脅下的密碼系統和關鍵基礎設施。目標是到2027年推出初步營運服務。

- 關於論述

論述名稱:「量子通訊—為安全帶來巨大變革的時代即將來臨」

網址: https://www.jp.kearney.com/issue-papers-perspectives/quantum-communications-a-major-step-change-for-security-on-the-way

- 監修者

西川 覚也 資深合夥人

畢業於東京大學工學部。曾任職於專利事務所後，加入A.T. Kearney。透過將新技術軸添加到現有技術軸，支援創造需求的併購策略，以及利用IoT創造新價值的策略(商業模式、營運模式)。

竹井 潔 主任

畢業於麻省理工學院史隆管理學院(MBA)。曾在東芝(現Kioxia)半導體事業的經營企劃部門從事事業策略規劃及海外企業合作談判，之後加入KEARNEY。主要負責通訊、高科技領域的全公司策略、事業組合變革、新事業開發、併購策略等議題。能夠領導跨國專案。經濟產業省 JAXA部會委員。

關於A.T. Kearney

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