量子通信技術(shù)中航天系統(tǒng)的應(yīng)用分析
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摘要:信息化技術(shù)將在未來戰(zhàn)爭中發(fā)揮十分關(guān)鍵的作用，只有提升信息的爭奪能力才能保證戰(zhàn)場中的主動權(quán)，破壞敵方的信息系統(tǒng)。這種情況下，信息安全變得更為重要，所以必須做好保密工作。量子通信技術(shù)比以往的保密技術(shù)更具優(yōu)勢，因此在軍事通信方面得到了廣泛應(yīng)用。本文首先介紹了量子通信實現(xiàn)的原理，進(jìn)而分析了航天系統(tǒng)中量子通信技術(shù)的應(yīng)用情況，以期推動該技術(shù)的發(fā)展，拓展其應(yīng)用范圍。
關(guān)鍵詞:航天系統(tǒng);信息安全;密鑰分發(fā);量子通信
傳統(tǒng)方式中，經(jīng)常采用加密、解密技術(shù)保護(hù)信息安全，然而，密碼破譯功能不斷增強(qiáng)，這種加密方法容易發(fā)生信息破譯、監(jiān)聽與篡改，帶來安全威脅。作為一種新型技術(shù)，量子通信能夠大大提升信息傳輸?shù)陌踩邆漭^大的優(yōu)勢，在民用安全以及軍事領(lǐng)域都得到了廣泛應(yīng)用。
1量子通信原理
依據(jù)海森堡測的不準(zhǔn)以及不可克隆原理，并結(jié)合量子力學(xué)特征來實現(xiàn)量子通信，該通信方式能夠防止非授權(quán)方竊取傳輸過程中的信息，從而大大提升了信息在傳輸過程中的安全。量子通信技術(shù)分為量子隱形傳態(tài)技術(shù)與量子密鑰分發(fā)技術(shù)，其中，前者正處于研究階段，許多問題需要在今后的工作中解決，目前無法投入使用；后者已經(jīng)在一些領(lǐng)域中得到應(yīng)用，未來的應(yīng)用范圍將逐漸擴(kuò)大，兩種技術(shù)都能夠完全避免信息傳輸中出現(xiàn)問題，未來將廣泛應(yīng)用于軍事通信方面。
2應(yīng)用于航天系統(tǒng)中量子通信的關(guān)鍵技術(shù)
2.1密鑰的生成時間
通常情況下，由于量子密鑰生成協(xié)議以及元器件性能的影響，其生成速率往往低于105bit/s。所以需要加強(qiáng)這一方面的研究，增加其生成速率，這是未來量子通信技術(shù)的主要發(fā)展方向。
2.2自由空間遠(yuǎn)距離量子通信技術(shù)
航天系統(tǒng)中必須建設(shè)空地、天地等遠(yuǎn)距離無線鏈路，在地基、空基與天基網(wǎng)絡(luò)之間進(jìn)行信息傳遞，而該技術(shù)能夠保障航天系統(tǒng)的信息在各個信息節(jié)點間的傳輸安全，進(jìn)而擴(kuò)大量子通信技術(shù)的應(yīng)用范圍。
2.3量子安全保密網(wǎng)絡(luò)設(shè)計技術(shù)
在實際情況中，該技術(shù)需要與量子信道與經(jīng)典信道相結(jié)合來生成并分發(fā)量子密鑰，其將革新航天系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，使網(wǎng)絡(luò)變得更為復(fù)雜。所以，應(yīng)依據(jù)量子通信特征，并結(jié)合當(dāng)前航天系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)來設(shè)計網(wǎng)絡(luò)協(xié)議與網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，盡量在降低網(wǎng)絡(luò)復(fù)雜性的基礎(chǔ)上發(fā)揮該技術(shù)的優(yōu)勢，避免信息傳輸中出現(xiàn)各種問題。
2.4量子安全保密系統(tǒng)效能評估技術(shù)
該技術(shù)能夠有效評估量子安全保密系統(tǒng)的功能，并且通過對比該系統(tǒng)與傳統(tǒng)系統(tǒng)來為系統(tǒng)設(shè)計、系統(tǒng)優(yōu)化與系統(tǒng)論證提供依據(jù)，同時能夠準(zhǔn)確檢驗該系統(tǒng)對信息傳輸?shù)谋Ｕ夏芰Α?/p>
3量子通信技術(shù)在航天系統(tǒng)中的應(yīng)用
3.1航天領(lǐng)域中量子通信的工程化應(yīng)用
信息安全技術(shù)能夠使信息系統(tǒng)在戰(zhàn)場條件下準(zhǔn)確運行，發(fā)揮武器裝備的最大功能。近幾年，量子通信開始快速發(fā)展，與傳統(tǒng)通信手段相比具有較大的優(yōu)越性，在軍事領(lǐng)域有廣闊的發(fā)展空間。量子通信技術(shù)可以增強(qiáng)密鑰分發(fā)與保密通道的安全性，可以檢測信息是否遭受竊聽，確保隱蔽通信，并且信息容量大，傳遞效率快，增強(qiáng)了導(dǎo)彈武器系統(tǒng)的實戰(zhàn)性。為此，應(yīng)大力開展導(dǎo)彈武器系統(tǒng)中該技術(shù)的工程化應(yīng)用研究，增強(qiáng)該系統(tǒng)的抗干擾性與作戰(zhàn)能力，保障信息安全。將該技術(shù)運用于指揮信息系統(tǒng)與導(dǎo)彈信息系統(tǒng)能夠增強(qiáng)核安控能力，除此以外，還可在整個信息化作戰(zhàn)體系中運用該技術(shù)，增強(qiáng)實際作戰(zhàn)能力。
3.2量子通信給今后信息技術(shù)帶來的影響
從原理上講，量子通信技術(shù)能夠保障信息在傳輸過程中的安全。當(dāng)前，量子通信相關(guān)的理論研究與實踐探索均取得了較大進(jìn)步，以量子密鑰分發(fā)技術(shù)為基礎(chǔ)的量子通信系統(tǒng)已經(jīng)在一些領(lǐng)域得到應(yīng)用，并逐漸完善。量子通信技術(shù)能夠給通信領(lǐng)域帶來本質(zhì)上的改變，是獲得戰(zhàn)場主動權(quán)的關(guān)鍵技術(shù)。航天系統(tǒng)中的信息傳輸也十分重要，因此要積極利用該技術(shù)，實現(xiàn)保密通信，為戰(zhàn)場勝利提供有利的技術(shù)支持。
3.3建設(shè)信息戰(zhàn)場下的軍事保密通信網(wǎng)絡(luò)
未來戰(zhàn)場中，必須有效預(yù)防信息攻擊，否則將產(chǎn)生十分嚴(yán)重的后果。為此，需要構(gòu)建安全性高的信息鏈路，充分發(fā)揮戰(zhàn)略導(dǎo)彈武器的作戰(zhàn)能力。軍事信息網(wǎng)絡(luò)中包含的信息數(shù)量大，并且需要及時處理，依據(jù)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行共享。量子通信技術(shù)有較大的優(yōu)勢，其信息傳輸速度快、信息容量大，且量子隱形傳態(tài)技術(shù)能夠使量子信息在任意距離之間進(jìn)行無障礙傳輸，通信鏈路的建立不受時間與地點的限制，因此可以利用上述特點進(jìn)行軍事信息網(wǎng)絡(luò)的構(gòu)建。
3.4將量子通信與航天設(shè)備相結(jié)合
戰(zhàn)場條件下，航天系統(tǒng)中會快速傳輸各種機(jī)密信息，為了保障其安全，通常采用密碼系統(tǒng)。密碼系統(tǒng)中的關(guān)鍵是密鑰，其安全性將直接影響通信安全。現(xiàn)階段，量子密鑰分發(fā)技術(shù)比較完善，已經(jīng)投入實踐中，將該技術(shù)與武器裝備相結(jié)合能夠建設(shè)可靠的量子密鑰產(chǎn)生與分發(fā)系統(tǒng)，準(zhǔn)確檢測是否遭受監(jiān)聽，提升密鑰分發(fā)的安全性，真正實現(xiàn)保密通道。光量子密碼的主要特征為竊聽可知性與不可破性，而相關(guān)設(shè)備能夠與光纖通信設(shè)備進(jìn)行有機(jī)結(jié)合，所以在通信網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)中增設(shè)量子光纖鏈路與量子密鑰產(chǎn)生與分發(fā)裝置，能夠保證信息在軍用網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)陌踩浴?/p>
4結(jié)語
信息化戰(zhàn)場條件下，要想贏得戰(zhàn)爭勝利，必須掌握信息的主動權(quán)，而量子通信技術(shù)能夠保障信息在傳輸過程中的絕對安全，是提升作戰(zhàn)能力的關(guān)鍵。積極研究該技術(shù)的工程化應(yīng)用形式，將該技術(shù)與導(dǎo)彈武器系統(tǒng)、指揮信息系統(tǒng)以及整個作戰(zhàn)體系融合，能夠準(zhǔn)確檢測出是否發(fā)生信息竊取，實現(xiàn)安全通信，提升信息對抗能力。
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作者:李金光 王俊 劉崗風(fēng) 單位:中國人民解放軍63771部隊
