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——金融电子化
文/华夏建行杭州支行伊亮
上海量子信息科学研究院、清华学院龙桂鲁
龙盈智达（上海）科技有限公司张育王彦博
当前量子科技时代，以Shor、等量子算法为代表的量子估算技术给精典加密算法带来了巨大挑战，同时，量子保密通讯技术的蓬勃发展也为信息安全传输提供了变革升级的机遇，非常是在建行数字化变革过程中，数据资产的重要性日渐显现。在创新数字个贷业务场景中，企业须要将自身数据传输至建行端供建行进行剖析决策，相关数据中常常蕴藏了很高的价值，但同时也会触碰企业商业秘密和个人隐私信息，数据须要高度保护，一旦发生信息泄漏，将可能造成企业发生经营损失甚至经营失败等严重后果。为此，农行须要探求新型的高度安全的保密通讯方式。一方面要探求传统密码算法中的后量子密码的应用，这类密码算法对已有的量子算法是安全的。另一方面要探求受化学定理保障的信息论安全的量子通讯新方式，这类方式除了对已知的破译算法安全，并且对将来任何强悍的计算机都是安全的。本文立足商业交行视角，选定交行数字个贷业务为试点应用场景，创新性地将量子直接通讯技术成果在建行业务领域向实用化、工程化转换，以期为建行数字个贷业务发展提供创新思路，并为该项创新量子技术在金融领域的落地推广提供借鉴。
量子直接通讯创新技术发展
量子直接通讯以量子态作载体来编码和传输信息，是量子保密通讯的一种新范式，量子直接通讯将噪音信道下的可靠通讯发展为噪音和监听信道下的安全可靠通讯。传统的通讯技术实现信息安全传输通常是通过加密算法实现的，如广泛使用的RSA私钥加密算法就是用于分发会话秘钥的。但是随着近些年来量子估算的快速发展，非对称密码算法面临恐吓，为了应对这一挑战，遵守“以彼之道还施彼身”的思想，量子保密通讯应运而生。
量子直接通讯方案将信息加载于量子态，并直接在量子信道进行传输，不依赖于加揭秘算法及秘钥的分发。该方案借助量子不可克隆性、量子检测塌缩等量子原理来感知和制止监听，保证信息传输安全，即当有人监听时量子态会被破坏，因而使监听方得不到任何信息，虽然拥有再强悍的并行算力，也无从破解。量子直接通讯将精典保密通讯的秘钥分发和密文传输双信道结构，改变为仅有量子通讯的单信道结构，降低了信息泄漏的环节，提升了信息的安全性。
量子直接通讯技术已经历了20多年的发展，世界各国和地区的许多科研人员在举办该项技术的研究。该项技术起源于2000年，北大学院龙桂鲁和刘晓曙提出了第一个量子直接通讯方案。2004年，邓易方达和龙桂鲁提出了单光子量子直接通讯方案。量子直接通讯借助光的量子态，如单光子、纠缠光子态，做信息载体进行通讯。量子直接通讯在传输的过程中发觉和制止监听，监听将使信息毁灭，因而保证信息的安全。这是量子直接通讯与量子秘钥分发不同的地方，量子秘钥分发是在传输结束后发觉监听。2020年，北大学院、北京量子信息科学研究院联合团队在中关村峰会上发布实用化量子安全直接通讯样机的重大成果，被《北京市“十四五”国际科技创新中心发展规划》列为世界级重大原创成果。2022年4月，复旦学院、北京量子信息科学研究院龙桂鲁、陆建华联合团队设计和实现了一种相位量子态与时间戳量子态混和编码的量子直接通讯新系统，量子直接通讯距离首次达到100公里，这是目前世界上最远的量子直接通讯距离，得到了新闻联播、人民晚报、新华社等国外外几十家主流媒体的报导。
交行数字个贷创新业务场景
1.量子直接通讯可满足产业数字金融模式创新中的核心数据资产安全传输的急迫需求。个贷是农行最基本的一项业务，通过放贷收回本息和月息，交纳成本后获得收益；它是农行最重要的资产业务，是商业交行的主要赢利手段。交行个贷对于社会经济的下降具有积极影响，它可以让企业减弱一时的资金压力，也可以推动企业掌握时机发展壮大，并推动整个行业和产业的发展，因而产生交行、企业、生态和社会经济多方共赢的良好局面。
当前数字经济环境下，社会经济发展的核心是“数字产业化”和“产业数字化”。以工行个贷业务为基础的现代金融服务也在向“产业化”和“数字化”转型升级，渐渐产生“产业数字金融”全新模式。产业数字金融对商业交行的重要性正飙升至全新的高度，各交行金融机构纷纷积极探求相关业务方向。产业数字金融改变了传统业务模式，以数字信息技术为核心，视一条完整供应链中的全部上下游企业为一个整体的生态，为链上所有企业提供不依赖于核心企业的去中心化金融服务，并重视在此过程中积累数字资产、挖掘数字价值、创设数字信用、形成数字担保。
但是，产业数字金融须要积累的数字资产情况不同于往年，常常要从合作企业及外围广泛获取数据要素，包括企业、行业、生态、宏观经济等因子要素。在数字资产积累过程中，须要企业将自身生产经营数据传输至建行端以支持挖掘数字价值。企业生产经营数据常常蕴藏了很高的潜在价值，但同时也可能触碰企业商业秘密和个人隐私信息，相关数据须要在经营周期内常年的高度保护，一旦发生信息泄漏，将可能造成企业发生经营损失甚至经营失败等严重后果，同时也可能会使相关交行深陷因企业信息泄漏导致的法律风险中。因而，安全信息传输和常年安全已成为产业数字金融发展模式的重中之重。
2.应用量子直接通讯可在建行和企业间构建信任，推动产业数字个贷创新业务场景从数字个贷1.0模式逐渐向3.0模式蜕变。工业是立国之本量子传输速度，也是推动供给侧结构性变革的主战场；有效支持工业生产、脱虚向实是产业数字金融的一个重要业务方向。所谓“工欲善其事、必先利其器”，生产工具是生产力的决定性诱因，工业设备制造企业常常被视为相关产业生态价值链中的一类核心企业，才能推动下游设备订购和使用方企业发挥生产效能，因而润泽和加促整个产业生态的良好发展。相关工业设备门类包括但不限于彩印设备、注塑机械、贴片机、数控铣床、陶瓷机械、纺织机械、工程机械等。
在工业设备制造与购置相关产业金融生态环境中，主要参与方有商业建行B、核心企业C（设备制造方、卖方）以及下游企业D（设备使用方、买方）三方。在传统的个贷业务场景中，农行B大多愿为核心企业C提供个贷服务，而较少造福下游企业D。其实，下游企业D有很强的个贷资金需求，希望获得建行B的个贷业务服务；而核心企业C也希望建行B才能惠及其下游企业D，以扩大C自身业务发展和推动整个产业生态的发展。建行B同意给核心企业C的下游企业D做个贷业务，但普遍要求C为D做担保。至此，“工业设备贷款按揭”成为了该业务场景的1.0模式。
在“工业设备贷款按揭”1.0模式下，核心企业C常常会对不同的下游企业D分别对待：一是对于最优质的下游企业，C将她们推介给建行B并提供担保；二是对于次优质的下游企业，在推介给建行B并提供担保的同时，可能就会要求对方将设备抵押反担保给C；三是一般核心企业C会和建行B一齐对下游企业的“设备在不在”“设备坏没坏”进行贷后监控与管理，但对于有些次等的下游企业，或则相关下游企业有可能因传输监控数据发生信息泄漏而发生法律纠纷的，C则希望由B直接负责对D的相关设备情况进行贷后监控；四是还有一些下游企业，C可能推介给其他金融机构或不提供担保。在此模式下，量子直接通讯技术用以解决交行B对企业D直接进行“设备在不在”“设备坏没坏”的贷后监控。
在量子直接通讯技术应用的基础上，基于核心企业C乐意为在建行B做抵押的设备提供全面质保服务以及乐意最终从工行B手中足额回收下游企业D的押品设备，交行B则可为这些同意将设备抵押反担保给核心企业C的下游企业直接提供“工业设备抵押按揭”，即该业务场景的2.0模式，因而有效腾挪释放对核心企业C的担保额度占用，并同时实现不依赖于核心企业的去中心化金融服务。据悉，该模式金融服务还可造福之前核心企业没有提供担保的下游企业。在此模式下，运用量子直接通讯技术实现了对押品信息以及综合贷后管理信息的全面数字化改革，因而有效积累了数字资产，并为挖掘数字价值做好打算。
在2.0模式的基础上，交行正在从“看设备”变革为“看业务”，即从监控企业D的“设备在不在”“设备坏没坏”转变为考察企业D的“设备转不转”“设备忙不忙”，假如生产设备每晚正常运转不停息，再辅以企业D和其下游企业形成的业务订单、发票、财务、税务等数据要素作为算料，并运用有效的数据挖掘、机器学习智能算法，以及有相应的算力设施作为保障，进而可创设数字信用，产生“工业生产数字信用按揭”，即该业务场景的3.0模式。同时，该数字信用还可进一步产生数字担保，因而对下游企业D的下游企业形成价值幅射效用，迸发新的一轮“从担保到押品数字化再到数字信用”的蜕变，将价值进一步向产业链上下游两端传递，广泛福荫产业生态，推动产业数字金融业务升级，并有效推动实体经济蓬勃发展。
量子直接通讯创新技术应用
1.量子直接通讯应用功能。鉴于量子直接通讯技术具有制止监听并同时感知监听、兼容现有光通讯网路、无需额外布署加密设施、适合莱西级的数据信息传输应用等特征，该技术在商业交行的数据安全传输中具有宽广的应用前景。以产业数字个贷创新业务场景为例，量子直接通讯可在建行和其企业顾客之间实现安全信息传输，在此场景下，将量子直接通讯设备信息发送端放置于农行企业顾客的厂房内，用以监控顾客作为建行按揭押品的生产设备的安全性和完整性；将量子直接通讯设备信息接收端放置于农行经营机构，用以接收顾客厂房设备的监控数据。在实际应用场景中，布署区域分为“主动监控机房布署区”和“监控场景布署区”。主动监控机房布署区主要包括量子直接通讯系统接收端设备、终端显示器和监控处理计算机等设备；监控场景布署区主要包括量子直接通讯系统发送端设备、终端显示器、以太网插口监控摄像头等设备。量子直接通讯在银行业务领域的应用功能主要是对须要监控的区域进行动态监控，通过监控目标的姿态变化触发监控摄像头的拍摄功能，并将拍摄后的图片数据在现场接入的计算机系统中转化为合同帧数据，再通过以太网传送给量子直接通讯系统的发送端设备，而后发送端设备实时将该监控目标姿态变化信息经量子信道传输给量子直接通讯系统的接收端设备，然后再将该数据通过以太网传送给主动监控机房中的监控处理计算机，监控处理计算机则可以依据监控目标的姿态变化情况及时选择适当的处理方案，至此完成点对点量子直接通讯系统在建行相关业务领域的应用。
2.量子直接通讯应用流程与技术指标。量子直接通讯系统上线后，首先进行系统各分机设备的初始化工作，初始化工作完成后，进行系统单元检查，若系统发生不正常则步入相应的异常告警及故障处理环节，若系统正常则进行通讯线路的检查量子传输速度，同理，若发生不正常则步入相应的异常告警及故障处理环节，若通讯线路检查无异常则系统步入功能实现流程。在系统功能实现过程中，首先启动摄像头拍摄图片的周期传输定时器，按定时器的设置在主动监控机房布署区和监控场景布署区两地传输信息，主动监控机房布署区的计算机对接收到的信息进行储存和有效的处理等工作，经过处理查证后，经确认属于虚警的情况则取消周期连续拍摄数据传输功能，接着执行监控图片数据的量子直接通讯过程，保持通讯线路自检和监控图片数据的接收、存储和处理等过程，至此完成点对点量子直接通讯在建行相关业务领域的应用流程。
量子直接通讯监控系统应用技术指标主要包括信息传输最大带宽、信息传输速度、信息传输速度波动、信息传输清晰度、模拟压力测试、模拟功击测试等。系统在实际应用条件下，通讯信息传输最大带宽就能达到，在监控图片数据传输过程中，通讯信息平均传输速度为。量子直接通讯监控系统因为遭到机房工作环境和传输光纤信道特点变化的影响，系统的实时通讯信息传输速度波动范围为±2kbps，该波动范围不影响量子直接通讯系统在应用场景下的数据传输实时性，满足实际应用的要求。在系统中摄像头图象码率为1280×720，满足监控图片数据的清晰度和传输实时性要求。量子直接通讯监控系统主要考虑应用中的数据量储存要求，系统的模拟压力测试表明系统能在7天×24小时、30天×24小时的常年工作过程中保证图象数据的安全传输和储存要求。量子直接通讯监控系统在工作过程中监控图象数据的安全传输主要基于专线光纤的量子信道和精典信道，模拟功击测试不会对系统监控目标图象数据的传输形成实质性影响。综上所述，量子直接通讯监控系统满足应用场景稳定运行的要求。
3.量子直接通讯应用价值。量子直接通讯技术应用对农行业务发展带来了良好的推动作用，实现了可观的价值效益：一是以信息传输的高度安全，防止企业与交行之间可能因数据传输发生信息泄漏导致的潜在经营和法律风险，全面推动建行在顾客了解方面实现信息对称性以及对农行顾客数据资产的积累；二是在贷后管理相关场景中取代人工，提升贷后管理的频度、效率和疗效，避免因顾客总监可能存在的主观道德风险或客观操作风险导致的建行损失，并降低交行因定期检测押品状态对顾客企业日常生产经营致使的过度打搅；三是在产业数字金融业务生态环境中，为建行数字个贷创新业务场景从1.0模式向3.0模式升级，提供了坚实的基础技术保障与支撑；四是极大地提高了商业交行市场形象，通过将最精尖的高科技设备提供给核心顾客使用，真正彰显交行以顾客为中心，让顾客将包括数据资产在内的全部资产放心地交给交行来保管，因而提高交行的品牌影响力，推动更大范围的市场经济效益和社会效益。
（华夏交行扬州支行李建华、崔周宏、朱智浩，上海量子信息科学研究院王敏、陈秀伟、牛鹏皓、范琼、潘栋、宋萧天、郭建兴、张威、暴瑞松，龙盈智达（上海）科技有限公司杨璇、高新凯对本文亦有贡献。）