27、物联网中的量子密钥分发：原理、挑战与解决方案

物联网中的量子密钥分发：原理、挑战与解决方案

1. 物联网安全现状

随着网络安全领域的发展，物联网（IoT）已在多个行业得到广泛应用，如医疗、零售、金融服务、公用事业、交通和制造业等。目前，物联网设备占企业网络设备总数的 30%，其快速发展和应用推动了业务流程的变革。物联网设备大量收集数据，为精确的预测建模和实时决策提供了有价值的信息，还助力企业实现数字化转型，提高劳动生产率、公司效率和盈利能力，改善整体工作环境。

然而，物联网设备的互联互通也带来了严重的安全挑战。由于网络中存在大量未受监管和保护的设备，企业面临着诸多安全威胁。随着物联网设备数量的迅速增加，保障其安全成为个人、企业和整个社会的首要责任。

物联网安全面临的主要挑战包括：
- 硬件黑客攻击 ：攻击者利用微控制器开发中的常见硬件接口，通过拆解硬件和利用调试接口来访问物联网设备。因此，安全专业人员需要具备电子知识和硬件安全技能，以识别物联网设备物理组件中的漏洞。
- 系统复杂性 ：物联网生态系统中存在旧设备、多种通信协议以及设备、传感器和软件应用的无缝集成，增加了提供适当保护的难度。
- 缺乏安全标准 ：物联网设备缺乏安全标准和规范，容易产生安全漏洞。
- 量子计算威胁 ：量子计算的发展对传统加密技术构成重大威胁。如果量子计算机成为现实并有效破解现有加密技术，物联网连接的安全性将受到严重威胁。因此，探索和采用量子密钥分发（QKD）作为更安全的密钥分发方法显得尤为重要。

2. 量子密钥分发基础