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量子通信行業(yè)進(jìn)入壁壘分析(附報(bào)告目錄)
量子保密通信是未來(lái)抵御竊聽(tīng)和破譯挑戰(zhàn)的持續(xù)有效手段,是未來(lái)信息安全的基礎(chǔ)和方向之一,近年來(lái)歐洲、美國(guó)等紛紛制定了國(guó)家層面的戰(zhàn)略計(jì)劃,支持其發(fā)展。
相關(guān)報(bào)告:北京普華有策信息咨詢有限公司《2020-2026年中國(guó)量子通信行業(yè)競(jìng)爭(zhēng)狀況及投資戰(zhàn)略分析報(bào)告》
1、量子通信概況
量子通信、量子保密通信和量子密鑰分發(fā)量子通信是量子信息學(xué)的一個(gè)重要分支,是利用量子態(tài)作為信息載體來(lái)進(jìn)行信息交互的通信技術(shù),現(xiàn)階段,量子通信的典型應(yīng)用形式包括量子密鑰分發(fā)(Quantum Key Distribution, QKD)和量子隱形傳態(tài)(Quantum Teleportation)。
以具備信息理論安全性證明的QKD技術(shù)作為密鑰分發(fā)功能組件,結(jié)合適當(dāng)?shù)拿荑€管理、安全的密碼算法和協(xié)議而形成的加密通信安全解決方案,被稱為“量子保密通信”。由于量子保密通信是現(xiàn)階段量子通信最主要的應(yīng)用體現(xiàn)方式,在本招股說(shuō)明書(shū)中并不嚴(yán)格區(qū)分。
2、量子保密通信與非量子保密通信的比較
量子保密通信與基于密碼的加密通信、認(rèn)證等具有相似的功能,但由于二者在安全原理和實(shí)現(xiàn)方式上存在區(qū)別,目前存在差異化競(jìng)爭(zhēng)。非量子保密通信特指在現(xiàn)代密碼學(xué)范疇內(nèi),利用密碼技術(shù)實(shí)現(xiàn)的加密通信。
非量子保密通信技術(shù)基于數(shù)學(xué)算法,現(xiàn)有技術(shù)成熟度已經(jīng)很高,技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)體系齊全,部署的成本相對(duì)較低,活躍在社會(huì)經(jīng)濟(jì)生活的信息和數(shù)據(jù)保護(hù)中,但其廣泛使用的公鑰密碼所依賴的因子分解和離散對(duì)數(shù)問(wèn)題,可被量子計(jì)算Shor算法破解。非量子保密通信技術(shù)未來(lái)發(fā)展的重要趨勢(shì)是抗量子計(jì)算破譯的新型密碼算法(PQC),尚未得到使用,目前NIST正在征集和遴選算法。量子保密通信技術(shù)基于物理機(jī)制,具有可證明的抵抗計(jì)算破解的信息理論安全,產(chǎn)品已達(dá)到實(shí)用程度,仍有提升的空間,相應(yīng)的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)體系仍在建設(shè)當(dāng)中。相比非量子保密通信技術(shù),量子保密通信技術(shù)的使用成本相對(duì)較高,目前處于技術(shù)和應(yīng)用推廣期,未來(lái)需要不斷突破芯片化等技術(shù),降低使用成本。
3、量子保密通信網(wǎng)絡(luò)建設(shè)發(fā)展?fàn)顩r
(1)我國(guó)量子保密通信網(wǎng)絡(luò)建設(shè)情況
中國(guó)作為率先部署大規(guī)模量子保密通信網(wǎng)絡(luò)的國(guó)家,為了推動(dòng)量子保密通信網(wǎng)絡(luò)的進(jìn)一步發(fā)展和產(chǎn)業(yè)鏈成熟,正在嘗試建立完整的網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營(yíng)模式,由專業(yè)的量子保密通信網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營(yíng)商,構(gòu)建廣域量子保密通信網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施,為各行業(yè)的客戶提供穩(wěn)定、可靠、標(biāo)準(zhǔn)化的量子安全服務(wù)。自量子保密通信“京滬干線”于2017年建成后,與“墨子號(hào)”量子科學(xué)試驗(yàn)衛(wèi)星連接,我國(guó)率先進(jìn)入廣域網(wǎng)階段。較短時(shí)間內(nèi)已經(jīng)在政務(wù)、金融、電力等領(lǐng)域開(kāi)展了應(yīng)用試點(diǎn),量子保密通信行業(yè)呈現(xiàn)出高端需求牽引、政策驅(qū)動(dòng)、快速發(fā)展的特點(diǎn)。
目前,國(guó)家廣域量子保密通信骨干網(wǎng)正在建設(shè),各地城域網(wǎng)也在規(guī)劃建設(shè)之中。近十年來(lái),我國(guó)各領(lǐng)域、各地區(qū)量子保密通信網(wǎng)絡(luò)建設(shè)投入不斷增加,尤其進(jìn)入2016年以后,開(kāi)工建設(shè)和投入使用的網(wǎng)絡(luò)數(shù)量和規(guī)模明顯上升,其中絕大多數(shù)網(wǎng)絡(luò)由公司提供量子通信系列產(chǎn)品和解決方案。
(2)世界量子通信網(wǎng)絡(luò)建設(shè)情況
我國(guó)量子保密通信的發(fā)展引起了世界范圍的廣泛關(guān)注,世界多個(gè)國(guó)家或地區(qū)正在加速發(fā)展量子通信。
4、量子技術(shù)未來(lái)前景廣闊
隨著量子信息技術(shù)的發(fā)展,量子通信網(wǎng)絡(luò)及其應(yīng)用不斷演進(jìn)。目前,量子保密通信的應(yīng)用主要集中在利用QKD鏈路加密的數(shù)據(jù)中心防護(hù)、量子隨機(jī)數(shù)發(fā)生器,并延伸到政務(wù)、國(guó)防等特殊領(lǐng)域的安全應(yīng)用;未來(lái),隨著QKD組網(wǎng)技術(shù)成熟,終端設(shè)備趨于小型化、移動(dòng)化,QKD還將擴(kuò)展到電信網(wǎng)、企業(yè)網(wǎng)、個(gè)人與家庭、云存儲(chǔ)等應(yīng)用領(lǐng)域;長(zhǎng)遠(yuǎn)來(lái)看,隨著量子衛(wèi)星、量子中繼、量子計(jì)算、量子傳感等技術(shù)取得突破,通過(guò)量子通信網(wǎng)絡(luò)將分布式的量子計(jì)算機(jī)和量子傳感器連接,還將產(chǎn)生量子云計(jì)算、量子傳感網(wǎng)等一系列全新的應(yīng)用。英國(guó)政府科學(xué)辦公室發(fā)布的“量子時(shí)代的機(jī)會(huì)”研究報(bào)告中描繪了量子通信應(yīng)用發(fā)展趨勢(shì),如下圖所示:
量子通信應(yīng)用發(fā)展趨勢(shì)
資料來(lái)源:普華有策公開(kāi)資料整理
5、量子保密通信應(yīng)用前景
沒(méi)有網(wǎng)絡(luò)安全就沒(méi)有國(guó)家安全,密碼作為網(wǎng)絡(luò)安全的核心技術(shù),是保護(hù)國(guó)家安全和根本利益的戰(zhàn)略性資源。在重要領(lǐng)域、重點(diǎn)人群乃至全社會(huì)普及密碼知識(shí)和政策,在金融和重要領(lǐng)域推進(jìn)密碼應(yīng)用,是落實(shí)習(xí)近平總書(shū)記網(wǎng)絡(luò)強(qiáng)國(guó)戰(zhàn)略思想、構(gòu)建安全可控信息技術(shù)體系的一項(xiàng)重要舉措。量子密鑰分發(fā)技術(shù)基于物理學(xué),有望成為未來(lái)信息安全的不可或缺的基礎(chǔ)部分,發(fā)展前景良好。
6、進(jìn)入行業(yè)的主要壁壘
(1)技術(shù)壁壘
量子通信具有跨學(xué)科、高精尖的技術(shù)特點(diǎn),產(chǎn)品研發(fā)和技術(shù)創(chuàng)新要求企業(yè)具備較強(qiáng)的技術(shù)實(shí)力、配置豐富的技術(shù)研發(fā)資源。量子通信的核心技術(shù)架構(gòu)有別于傳統(tǒng)的信息通信技術(shù)、密碼技術(shù)和信息安全技術(shù),研發(fā)工作要求對(duì)量子信息理論深刻理解,并在光學(xué)、微電子學(xué)、軟件和集成技術(shù)等方面形成系統(tǒng)性支撐。另外,不同行業(yè)、不同領(lǐng)域的用戶對(duì)信息安全的技術(shù)需求也不盡相同,行業(yè)內(nèi)企業(yè)必須在深刻了解量子通信技術(shù)的同時(shí),了解傳統(tǒng)信息通信系統(tǒng)和安全技術(shù),才能夠研發(fā)出匹配用戶當(dāng)前真實(shí)需求、兼顧用戶安全需求發(fā)展空間的產(chǎn)品和應(yīng)用解決方案。
(2)人才壁壘
量子通信行業(yè)屬于知識(shí)密集型行業(yè),需要擁有大量專業(yè)知識(shí)扎實(shí)、創(chuàng)新意識(shí)強(qiáng)、經(jīng)驗(yàn)豐富的研發(fā)人員、管理人員和市場(chǎng)人員。雖然國(guó)內(nèi)已有不少高校和科研院所開(kāi)展量子技術(shù)相關(guān)課程和研究工作,但是學(xué)業(yè)有成者還需要經(jīng)過(guò)較長(zhǎng)時(shí)間產(chǎn)業(yè)化的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)積累,尤其是量子通信的產(chǎn)品開(kāi)發(fā),要求對(duì)通信、光學(xué)、電子學(xué)和安全攻防有跨學(xué)科的理解。與此同時(shí),管理人才和市場(chǎng)人才不但需要在量子保密通信行業(yè)本身,而且需要在信息安全整體行業(yè)上通過(guò)參與競(jìng)爭(zhēng)進(jìn)行培養(yǎng)。行業(yè)新進(jìn)者在短期內(nèi)難以吸引、培養(yǎng)出一支深刻理解量子信息技術(shù)、充分了解市場(chǎng)需求、具備相關(guān)企業(yè)管理經(jīng)驗(yàn)的人才隊(duì)伍。
(3)行業(yè)經(jīng)驗(yàn)壁
一方面,量子保密通信網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)環(huán)境各不相同,對(duì)方案配置、項(xiàng)目實(shí)施以及后期運(yùn)維提出了高要求。網(wǎng)絡(luò)建設(shè)方案的經(jīng)濟(jì)性、項(xiàng)目的快速交付以及業(yè)務(wù)連續(xù)性往往是用戶關(guān)注的重點(diǎn),只有具備相當(dāng)?shù)男袠I(yè)應(yīng)用經(jīng)驗(yàn),才能夠科學(xué)合理地配置方案,實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)快速部署,并高效解決網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行故障問(wèn)題。
(4)品牌壁壘信息
安全產(chǎn)品是保障用戶數(shù)據(jù)安全、防止商業(yè)秘密和敏感信息泄露的重要手段,用戶的采購(gòu)動(dòng)機(jī)往往出于長(zhǎng)期穩(wěn)健的考慮,關(guān)注產(chǎn)品的功能、性能、穩(wěn)定性和可靠性,希望廠商的技術(shù)和產(chǎn)品具有可持續(xù)創(chuàng)新發(fā)展的特點(diǎn),對(duì)市場(chǎng)主流品牌以及口碑較好的產(chǎn)品具有傾向性。用戶一旦形成采購(gòu)、將廠商產(chǎn)品部署進(jìn)入信息系統(tǒng)并取得預(yù)期的效果后,用戶認(rèn)可的品牌將會(huì)形成較高的黏著力和忠誠(chéng)度,這對(duì)于新進(jìn)入者則構(gòu)成了品牌壁壘。