量子安全交換機

一、需求分析

量子計算機快速發(fā)展對現(xiàn)有密碼技術(shù)構(gòu)成嚴重威脅，電力行業(yè)以適應全球能源互聯(lián)網(wǎng)戰(zhàn)略需求為導向，堅持“安全分區(qū)、網(wǎng)絡專用、橫向隔離、縱向認證”的原則，發(fā)布了《研究應用量子通信技術(shù)的決定事項通知》，決定研究應用量子通信技術(shù)，實現(xiàn)技術(shù)升級換代，確保網(wǎng)絡信息安全。

交換機是基于MAC識別，能完成封裝轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)幀功能的網(wǎng)絡設備。自主可控網(wǎng)絡安全交換機采用國產(chǎn)自主研發(fā)的交換芯片、CPU和操作系統(tǒng)軟件，保障產(chǎn)品自主可控和網(wǎng)絡安全。

二、工作原理

量子安全交換機是在傳統(tǒng)自主可控網(wǎng)絡交換機的基礎上重新設計，融合量子保密通信技術(shù)，通過設計獨立專用的密鑰接口，調(diào)用量子密鑰支持OSI模型的第二層數(shù)據(jù)鏈路層加密，實現(xiàn)無條件安全的保密通信。該設備具有高密文吞吐率和快速加解密的特點，可滿足高安全高帶寬的網(wǎng)絡系統(tǒng)應用需求，是量子密碼通信網(wǎng)絡中的核心應用設備。

三、功能特點

1、采用量子加密，密鑰高速更換、按需配置；

2、密文吞吐率高達9000Mbps以上；

3、兼容現(xiàn)有網(wǎng)絡，部署方便；

4、支持商用密碼算法、自主可控；

5、48路電口、4路萬兆光口，負載能力強，擴容方便。

四、產(chǎn)品參數(shù)

五、典型應用

1、電力調(diào)度指揮安全管控

①調(diào)度指令量子加密通道：在國調(diào)-網(wǎng)調(diào)-省調(diào)-地調(diào)-縣調(diào)五級調(diào)度系統(tǒng)間建立量子安全隧道，實現(xiàn)“一次一密”動態(tài)加密，誤碼率從傳統(tǒng)1e-6降至1e-18；

②對SCADA系統(tǒng)“四遙”(遙測、遙信、遙控、遙調(diào))數(shù)據(jù)提供量子級防護，防止指令劫持和數(shù)據(jù)篡改；

③智能調(diào)度優(yōu)化決策：量子計算加速潮流計算，解決電網(wǎng)規(guī)劃和運行優(yōu)化難題，計算效率提升50倍以上

2、變電站智能運維安全保障

①站內(nèi)自動化系統(tǒng)量子防護：為IEC61850協(xié)議通信提供量子加密，防止智能變電站控制指令被篡改；

②移動巡檢安全增強：無人機巡檢前從量子云控系統(tǒng)獲取量子密鑰，確保巡檢數(shù)據(jù)回傳安全；為四足機器人、智能攝像頭等移動設備提供量子加密通道，構(gòu)建"空地一體化"安全監(jiān)控網(wǎng)絡。

3、配電網(wǎng)自動化安全升級

①“量子+5G”配網(wǎng)保護：為FTU/DTU/TTU等配電終端部署量子CPE加密裝置，通過5G公網(wǎng)建立安全通道，建設成本降低70%；

②智能分布式FA保護：量子云控系統(tǒng)為分布式FA提供統(tǒng)一密鑰管理和設備認證，防止“偽開關(guān)”攻擊。

4、新能源并網(wǎng)安全與優(yōu)化：分布式能源安全聚合

①創(chuàng)新“聚合-接入”雙階段量子加密：先將分散新能源數(shù)據(jù)通過無線量子加密匯聚至區(qū)域集控站，再通過光纖量子加密傳輸至調(diào)度系統(tǒng)；

②為風電場、光伏電站AGC/AVC指令提供量子保護，防止發(fā)電量數(shù)據(jù)篡改和“偽并網(wǎng)”攻擊。