如今,导航定位深度融入日常生活,但普通定位系统只能告诉你目标在哪,却难以辨别位置真假。攻击者可以通过技术手段伪造定位信号,篡改上报位置,给金融交易、应急救援、公共安全带来隐患。记者9月6日获悉,量子合肥国家实验室、中国科大联合广东工业大学科研团队,成功实现具备可证明安全性的量子安全定位,能够对目标位置开展可信核验,为位置信息安全筑牢技术屏障。该研究成果9月3日在线发表于国际顶级期刊《自然·物理》。
日常生活中,导航、外卖配送、应急搜救都离不开位置信息。传统定位技术只能获取位置坐标,却无法确认这个位置是不是被人为篡改伪造。技术攻击者可以复制转发定位信号、协同造假,虚构自身所处地点。比如冒充身处某地完成交易、谎报救援位置,传统技术框架下很难彻底杜绝这类位置欺骗行为。而量子安全定位,简单来说就是利用量子物理“不可克隆”的特殊规律,再结合相对论时间约束,给位置验证装上一把“量子锁”,造假者无法复制伪造量子信号,也就不能虚构位置,从底层实现位置真伪校验。
不过,这项技术落地难度极大。量子安全定位对信号传输损耗、系统出错率、信号响应延迟要求十分苛刻,很长一段时间内只停留在理论设想,难以开展真实实验。为攻克现实应用的重重障碍,中国科大韩正甫、陈巍、银振强、王双等科研人员与广东工业大学秦玉文‑付松年团队紧密协作,专门研发适配现实条件的量子安全定位协议,采用弱相干态方案,大幅提升系统对信号损耗的耐受能力。
针对量子信号制备过程容易出错的痛点,团队创新采用微组装环分器的Sagnac量子态制备方案,把量子比特误码率压低到0.27%。定位精度还和信号响应时间强相关,科研人员又攻克多波长强度编码、空芯光纤低时延传输、高速随机逻辑函数处理等关键技术,把整套系统响应延迟压缩到百纳秒级别,实验实现优于75米的定位精度,达到单栋建筑物尺度,完整验证了量子安全定位在真实环境下可行,迈出实用化重要一步。
“量子安全定位不止能判断‘人或物体在哪’,更能确认‘这个位置是不是真的’。”科研人员介绍,这项新技术拥有广阔应用前景。贵重资产可以依靠它开展安全追踪;灾害救援场景中,能够甄别救援人员、受困人员上报位置的真伪,避免虚假信息干扰救援行动。
更重要的是,可信位置还可以变成一种全新安全凭证。系统预先设定可信位置之后,只有身处指定地点,才可以完成金融交易、访问敏感数据,把地理位置当成一道身份权限关卡,进一步守护交易与数据安全。该成果拓展了位置信息在信息安全体系中的价值,为发展基于位置的新型安全机制开辟全新技术路径。(安徽商报记者 郜征)
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