探索量子通信、量子密碼在電子支付中安全的應用

李勤　黃彩娥　董敏　鄧江華

摘要：本文探討了電子支付在電子商務發展中的重要性，針對花樣不斷翻新、層出不窮的電商網絡詐騙案例，解析了其背后的驅動力；著重分析電子商務當前所使用電子支付系統存在的嚴重問題，結合我國量子通信實驗衛星的發射，探索了量子通信、量子密碼在電子商務發展中的重要作用；最后，指出實現我國電子商務的快速發展，實現全世界信息化和數字化在于使用全球量子通信網絡。

關鍵詞：電子商務；電子支付；量子通信；量子密碼

電子商務的產生，是由兩個“全球化”——經濟全球化和信息全球化促成的。而電子支付，則構成電子商務的核心，即實現電子商務交易中，買賣雙方之間的資金快速轉移和流動。電子商務的發展，正在以其獨特的經濟方式，展現出巨大的市場、無限的商機和豐厚利潤，形成全球新的經濟市場份額，改變著全球的經濟構架，直接影響和改變著全球經濟的各個方面，給整個世界帶來一場史無前例的深刻變化的革命。那么，電子支付，則是實現電子商務目標的重中之重。

所謂電子支付，是指電子商務交易的當事人，使用信息化手段，通過網絡進行交易支付。使用電子支付能夠有效減少商務成本，加快處理速度，方便全球的客戶，擴展貿易業務，使得消費者可以在任何地方、任何時間、通過互聯網快速獲得各國銀行系統的支付服務，而無需再到當地銀行的傳統營業柜臺辦理繁瑣的交易手續。隨著各國電子商務的快速發展，電子支付成為國際貿易結算的不可缺少手段。

對電子商務而言，其最重要的特征還是商務性。商務的實質，是商品交換，以盈利為經營目的，也就是說，商務活動的最大作用，就是通過商品換取資金的轉移和流動。

在電子商務的運作過程中，貨幣的支付與結算必不可少，資金流是商品交易的目的。電子支付是交易的貨幣從一方主體轉移和流動到另一方主體或經由第三方進行中轉，實現交易的最終也是最關鍵的步驟。既然在電子商務中，電子支付涉及到的是資金流的流動，也就是金錢的運動，故在電子支付這一環節，危機四伏，各種各樣的詐騙問題層出不窮，也就是電子支付系統運行的必然結果。可以看到，絕大多數的網絡安全問題，特別是涉及到資金被盜、被轉移的網絡安全問題，都是由電子支付系統引發或者導致產生的。

但電子商務畢竟又不同于傳統的商務。電子商務有別于其他傳統商務的關鍵就是其電子化，即使用電子化手段，傳遞貿易信息，使支付更方便、更快捷、更高效和更經濟，所以，電子商務才能夠得以在短短時間內，在全世界廣大范圍快速發展，使貿易市場突破國界與疆域，構筑全球的營銷網，這就是電子支付成為電子商務發展重中之重的根本原因所在。沒有電子支付，電子商務就只是一種電子商情，電子合同；同時，離開電子商務，電子支付也只是單調的金融支付手段。電子商務與電子支付是相伴相生，相輔相成，缺一不可的。

電子支付是伴隨電子商務電子化、網絡化形成的，雖然不同于傳統的商務支付，但卻是從傳統的支付方式發展而來的。電子支付方式與傳統支付方式最關鍵的差別就是它們的運行環境不同。傳統的支付方式是運行在較為封閉的系統之中，而電子支付目前卻是運行在一個開放的系統平臺之上，以公共網絡作為通信媒介，通過數字技術來完成貿易信息交換和交易資金流動。因此，電子支付系統不僅要面臨著傳統支付方式所具有的安全問題，還要面臨著其系統本身特有的風險，而這種特有的風險，因為現在網絡和計算機系統的開放性，是現在所使用的電子支付系統根本無法規避的。所以，隨著我國電子商務發展進入快車道，作為電子商務的重中之重，電子支付，當前也暴露出越來越多亟待解決的網絡安全問題。

解析花樣不斷翻新、層出不窮的電商詐騙、網上銀行被盜、銀行卡被刷事件，利用電子支付系統所使用的互聯網、計算機系統的缺陷、漏洞，來進行新的金錢犯罪。電商網絡詐騙，也同樣使用了快捷、方便的電子手段，以更快更隱蔽的方式。

如何使電子支付更安全，怎樣才能保障我國的電子商務快速健康發展下去？筆者認為要依靠更加先進的科學技術即量子通信。

量子衛星的成功發射和在軌運行，將有助于我國在量子通信技術實用化整體水平上保持和擴大國際領先地位，實現國家信息安全和信息技術水平跨越式提升，有望推動我國科學家在量子科學前沿領域取得重大突破。屆時網上銀行、手機支付、信用卡等就再也不怕被盜號、泄密了。量子通信的安全性是基于量子物理基本原理，可從根本上、永久性解決信息安全問題。我國力爭率先建成全球化的廣域量子保密通信網絡，在此基礎上構建信息充分安全的“量子互聯網”，形成完整的量子通信產業鏈。

量子通信是近20發展起來的新型交叉學科，是國際量子物理和信息科學的研究熱點。量子通信主要是利用量子特性（不可克隆，疊加態，糾纏態，不可準確完整觀測），來實現量子秘鑰分發和通信安全。

為了滿足電子商務活動對機密性、完整性、身份確認陛和不可抵賴性，必須對其活動進行安全控制，通常電子商務的安全控制是借助密碼技術來實現的。即互聯網世界的商務通信加密和傳輸安全，依賴于復雜的加密算法。自20世紀初起，研究人員就開始致力于編碼加密方法以及信息的安全傳輸方式的研究。但是這當中卻有兩個關鍵的缺陷：其一是，當有一臺擁有足夠計算能力的設備時，保密程序將會被破解。量子計算機就是現代密碼技術的克星，在量子計算機面前，再復雜的加密算法，頃刻之間就被完全破譯；其二則是，當數據傳輸信道被“竊聽”，就會造成信息的丟失被盜。所以，傳統通信，即便是再高級的保密通信，只要通過當前的電話線、無線電、光纖等通信設施，都會面臨被破譯和竊聽的可能。所以，在計算能力兇猛的量子計算機面前，傳統傳輸的密件，就像在裸奔一樣。而現在電子商務所使用的電子支付系統，是借助于開放的互聯網系統，借助于信息共享的計算機系統，使用密碼技術來實現電子商務的貿易信息傳遞和支付，之所以出現形形色色的安全問題，直言不諱地說，就是現在電子商務系統所憑借的網絡平臺、計算機系統和密碼技術，由于其本身存在的缺陷、漏洞、公開性、遠程登錄等，無法承載高度機密的電子商務信息傳輸和大量高額錢幣的流動和轉移。也就是說，現在的電子支付系統，無法保證電子商務運行不出安全問題！

量子通信的關鍵要素是量子密鑰，即以具有量子態的物質作為密碼，信息被截獲或被測量時，其自身形狀立刻改變，所以，截獲者只能得到無效信息。與現階段成熟的通信技術相比，量子通信的工作機制，一次一密，完全可以實現，由此可見，量子通信極其安全，任何微小的干擾都可以被發現，雙方共享的密鑰被編碼進極化的光子序列中，任何竊聽活動都會留下其痕跡。

我國這次成功發射的量子科學實驗衛星“墨子”，質量640Kg，傾角97.37，在軌設計壽命2年，具備2套獨立的有效載荷指向機、4個有效載荷，即量子密鑰通信機、量子糾纏發射機、量子糾纏原、量子實驗控制與處理機。量子衛星在軌期間，執行四大任務，即：星地高速量子密鑰分發實驗，廣域量子通信網絡實驗，星地量子糾纏分發實驗和地星量子隱形傳態實驗。

量子通信網最核心的競爭力，就是信息傳遞過程中的絕對安全，是迄今為止被驗證過的唯一可提供“信息理論安全”級別的“無條件安全”的通信方式，同時還有著通信容量大、傳輸速率快、抗干擾性強等優點，可實現抵御任何竊聽的密鑰分發，進而保證其加密的內容不可破譯。而量子密碼，被證明是永遠無法破解的密碼。

量子密碼之所以能夠成為斬斷伸向電子支付的罪惡魔掌，正是由于量子通信網絡，嚴格遵循了海森堡通用原則中不允許“第三方”從通訊信道中獲取信息數據，甚至取得密碼等保密信息這一固守原則。量子通信網絡，才是能夠承載起電子商務發展所需要的通信網絡，是實現全世界信息化和數字化所需要的通信網絡。

電子商務是世界信息產業和數字大經濟的重要組成部分。電子商務，正在以其獨特的經濟方式，形成全球新的經濟市場份額，改變著全球的經濟構架，而我國研究開發的量子通信網絡，不但是我國電子商務騰飛的航母，而且是世界實現數字大經濟的航母。而量子密碼，正是斬斷一切伸向電子支付罪惡魔掌的利劍，是惠及全世界千家萬戶的科學技術。

盡管在量子信息技術的研究上，我國研究人員及世界上其他各國的研究人員，都還有很長路要走，但現在，中國量子信息技術領先于全球競爭對手，已經成為不爭的事實。憑借我國量子信息技術在全世界的領先地位，不僅能保證，而且確實可以斬斷任何人、任何國家伸向我國電子支付系統的罪惡魔掌，確保我國電子商務的健康快速發展。