【金明俊】韩国开发出全球最小量子随机数发生器芯片 将终结黑客入侵

据外电报道，韩国原子能研究所(KAERI)和韩国电子通信研究所(ETRI)共同开发了可用于量子随机数发生器的核心芯片。

该芯片可高速提供真随机数，从根本上阻止了黑客入侵。

两家研究所人员将β量子随机数发生器缩小为1.5毫米的芯片，为未来的商业化开辟了道路。目前，研究团队正尝试最大限度地提高芯片性能，最终将其推向密码通信市场。韩国电子和电信研究所负责人金明俊（Kim Myung-joon）表示，“如果这项技术顺利实现商业化，将会成为最终休战随机数发生器，可安装到所有类型的计算机、安全系统、处理器以及物联网模块当中。”

根据Inside Quantum Technology(IQT)的预测，到2025年量子随机数发生器市场规模将突破60亿美元，2030年将突破140亿美元。

随机数(RN)是影响通信安全和通信系统可靠性的关键因素。通信过程中的多种安全协议、身份认证方案，都基于密钥的安全性；而各种密钥和加密算法则依赖于性能优良的随机序列，因此序列的随机性和长度就决定了通信的安全程度。

目前，随机数生成器广泛用于计算机网络和移动通信等领域的信息加密。但由于没有单独物理设备算法生成伪随机数，存在安全风险，理论上算法可被破解。而β量子随机数发生器的安全性显著提高，可用于私人及军事物联网。

KAERI总裁朴元熙（Park Won-seok）表示，联合研究团队成功将镍-63 β射线生成随机数的关键电路，集成到了迄今“最小最快”β量子随机数发生器当中。发生器可为物联网加密系统提供安全的随机数；而镍-63 具有低能量β谱、半衰期也相当长。这项技术从根本上阻止了黑客入侵的可能。

据悉，量子真随机数可通过从单个光子或辐射同位素衰变中提取随机信号获得。其中，使用单个光子的随机信号提取方式，可能会受到温度等外部因素的影响；而从放射性同位素衰变中提取的信号相对所受影响较小。韩国原子能研究所称，由于β 射线的能量很小，因此可以在不影响辐射检测传感器的情况持续使用，从而高速生成随机数。

研究人员通过运用低噪声互补金属氧化物半导体 (CMOS) ，镀上极少量镍-63的薄膜制造等技术，实现了β 量子随机数发生器的核心电路小型化。要捕捉到能量小的β射线信号，必须降低半导体本身的噪声。使用低噪声CMOS技术，可以集成信号处理电路，减小尺寸并降低噪声。

我国在量子通信的研究也一直处于世界前沿。近日，国家工信部官方网站正式发布实施了国内首个量子随机数相关行业标准：《基于BB84协议的量子密钥分发(QKD)用关键器件和模块 第3部分：量子随机数发生器(QRNG)》。该标准主要针对随机数，由“国盾量子”牵头，参与方包括：中国电科、中国信息通信研究院、北京邮电大学等、华为、中兴等。此前中国科大潘建伟、张军等和英国牛津大学团队合作，成功实现了极限值为68Gbps的高速量子随机数发生器。