三星一直喜欢在A系列手机上尝试引入黑科技，这次也不例外。

据韩国媒体Etnews报道，三星将与当地运营商SK Telecom携手，于5月在韩国推出Galaxy A71 5G手机，这将成为全球首款采用qrg(量子随机数字发生器)芯片的手机。

与非量子密码系统不同，qrg芯片能够生成真正随机且不可预测的数字，能够对用户敏感信息进行可靠的认证和加密。因此，搭载这种芯片的手机更加安全，可以有效防止黑客的攻击。

据悉，qrg芯片主要用于手机、物联网和边缘设备。其主要特点是利用CMOS图像传感器捕获的光源散粒噪声生成高熵随机数据，主要用于应用密钥的认证和加密。因为量子密码利用光粒子传输密码信息，一旦发现接收方和发送方以外的第三方从外部介入，密码就会立即发生变化。在量子物理中，这些都是概率性的，这意味着它们可以以一种健壮、透明和可控的方式产生不可预测的结果。

因为qrg芯片使用的基本模型提供并描述了完整的熵源，所以我们可以了解熵源的所有属性，并证明其安全性，从源头上防止黑客入侵。

为什么要用量子加密？这里我们不得不谈谈传统计算机和量子计算机在加密和解密方面的区别。

00-1010加密算法是基于具体的数学问题，如大数分解和离散对数等，构建了加密技术的底层机制。传统计算机要想暴力破解加密密码，需要耗费大量的计算能力和时间，甚至破解密文所花费的时间要比信息的有效时间长得多，破解密文的成本也要远远高于加密信息的价值。

此时，我们认为这种常规加密是安全的。

然而，量子计算机可怕的计算能力的指数级增长将对当今的密码学构成直接威胁。数学加密的难度在量子计算机面前变得不堪一击，导致目前保护我们信息安全的密码系统崩溃，机密信息在量子计算面前只能裸奔。

专注于数据安全的国内企业Secsmart认为，面对量子计算的威胁，只有量子加密才是对手。量子加密技术是量子通信科学发展的成果之一，主要包括量子密钥(来自量子随机数发生器QRNG)和量子密钥分发(QKD)。

密钥本质上是一串随机数。常用的软件随机数是基于算法生成的，也称为伪随机数，因为某些密钥可以通过种子和算法获得，它们不是真随机数。此外，常用的物理混沌随机数是基于经典物理方法生成的，输出结果是确定的，比如掷骰子，看起来是随机的。但是在投掷的任何时刻，我们都可以知道一定的结果，通过测量运动状态、受力状态、落地条件等因素，并不是真正的随机。

量子密钥是通过测量光的量子态得到的结果。量子态的波粒二象性是空间分布和动量以一定概率存在。测量只能显示随机状态，本质上是不可预测的，是真正的随机输出。

用量子密钥代替目前的伪随机数，从根本上消除了密钥随机性的问题，这无疑将大大提高加密的安全性。

除了密钥来源的安全性之外，密钥的安全分发是保证密钥安全的基本保证。在科普文章中，Flash Information表示，在传统的密钥安全分发中，仍然存在大量使用密码箱手动传输的情况：一旦通过网络传输，现有的传输机制不足以保证密钥的安全性。基于物理原理的量子密钥分发从根本上解决了密钥传输的安全问题。基本方法是利用量子态对信息进行编码，通过qua的制备、传输和检测来达到安全密钥分发的目的

根据海森堡测不准原理(测不准原理)，即使攻击者截获了量子信号，也无法有效测量单个量子的状态。如果攻击者根据测量结果重新准备一个量子并发送给接收方，必然会改变单个量子的状态，导致解码结果和编码不一致。

量子密钥分发的双方可以通过检测误码率来判断攻击行为及其强度，并在后处理中消除。同时，由于量子的相干叠加，没有通用的方法来获得任何未知单个量子的多个精确一致的副本。当量子密钥分发器随机调制单个量子态时，如果攻击者在截取量子信号后试图复制多个拷贝，必然会导致复制态与初始态产生偏差，从而导致解码结果与编码不一致。量子密钥分发器还可以执行检测和后处理消除。

以子之盾，防子之矛

预计Galaxy A71 5G使用的QRNG芯片由IDQ Quantique提供，也可能是IDQ现有Quantis QRNG芯片的衍生产品。

如上图所示，qrg芯片的核心包括一个发光二极管(LED)和一个图像传感器。由于量子噪声，LED发出随机数的光子，被图像传感器的像素捕获和计数，从而提供一系列原始随机数，用户应用程序可以直接访问。这些数字还被馈送到随机比特生成器算法(RGB)，该算法进一步提取量子原点的熵，以根据NIST 800-90A/B/C标准生成随机比特。quantQRNG芯片允许实时状态验证：如果在物理过程中检测到故障，随机比特流会立即被禁用，通知用户，并执行自动恢复过程以再次生成QRNG数据。

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IDQ官网截图

IDQ的QRNG芯片可提供三种型号，具体取决于尺寸，性能，功耗和认证，以适应各种行业特定需求。其中，Quantis QRNG IDQ250C2是第一款专门为手机，物联网和边缘设备设计和制造的量子随机数发生器，外形小巧，体积小巧，功耗低，可用于边缘敏感数据的收集和传输，估计也就是三星这款手机使用的芯片。

另外两个型号是——

Quantis QRNG IDQ6MC1适合对外部环境干扰至关重要的应用，它已获得AEC-Q100车规认证，可以嵌入到互联汽车的安全系统中以确保可信任且安全的车载和V2X通信；

Quantis QRNG IDQ20MC1具有最高的熵吞吐量，并且可以为多个安全应用提供真正且不可预测的随机性。 它可以嵌入计算机、便携式计算机、服务器或任何安全设备中。 作为IDQ6MC1，它嵌入了DRBG后处理，符合NIST SP800-90 A / B / C规范。

IDQ官网截图

关于三星这款量子加密手机

两年前，SK电信就看好量子加密技术，因此对IDQuantique投资6500万美元，去年又将IDQuantique的QRNG系统应用于其5G网络的用户认证中心。

IDQ官网截图

报道称，为SK电信定制的Galaxy A71 5G可能更名为“Galaxy Quantum”。在包括美国在内的其他市场，标准版Galaxy A71 5G将于今年夏季推出。

该款手机由SK电讯在韩国独家销售，搭载Exynos 980处理器，配有6.7英寸Super AMOLED Plus Infinity-O显示屏和支持FHD+分辨率，拥有32MP前置镜头以及64MP主摄+12MP超广+5MP微距+5MP景深镜头后置四摄组合。电池容量为4500毫安时（典型值），支持25w加速充电功能，预计在韩国市场的价格为500000-60000韩元，约合人民币2900-3300元左右，与国行版本基本上在同一价位。

在此前，三星电子将物理复制保护（PUF）功能应用于三星S10系列以提高安全性，但QRNG技术则被评估为拥有更高级别的安全性。比如存储在三星 A71 5G上的所有信息均使用不带模式的随机数加密，这意味着在使用现有技术的条件下，几乎不可能进行解密等操作，从而阻止数据被窃或外部黑客入侵个人信息。

责编：Luffy Liu