空间技术的出现和扩散已经非常迅速改变了现代世界。然而，对于所有的技术和创新优势的空间资产使全球经济的增长，对生活和国家安全稳定的质量改进，系统本身是出奇的脆弱。随着越来越多的进入者的空间企业的出现，新的威胁和风险必须考虑，以确保基础设施是灵活，适应性强，足以给任何潜在的挑战。
在超越的威胁的一个重要方面是加强太空资产的网络安全，有必要确保通信的完整性。为了保持领先的加密军备竞赛，宇航公司正在探索这些系统可以利用物理定律仍然证明安全。玩必威棋
使用被称为量子密钥分配（QKD）的新兴技术，卫星网络可能防止敏感的数据，诸如那些用于轨道机动或在用于作战军事通信的拦截。
航天正在开发QKD的概念验证空间系统，同时调查其监管和市场的影响。从标题为航空航天中心太空政策和战略（CSPS）的一份新报告挑战与机遇在基于空间的量子密钥分配详细介绍这一新模式的好处，以及作为其主流应用需要采取的行动。
自毁代码
传统的加密涉及发送加密的消息，并为它破译为1秒，并授权双方0（称为经典比特）的二进制流的关键。复杂的黑客可以复制加密消息，然后再利用它们的漏洞来访问加密的数据 - 所有可能不知道的是发送者和接收者。攻击者可以在今天处理速度捕捉数据，他们可以在将来破解利用未来的增长。
量子信息系统使用被称为量子位（量子位）不同的单元，其具有的自毁代码的属性。通过一个量子位中携带的信息被编码在一个量子态，同时代表1和0的多个组合。由于其脆弱性质，在测量之前测量该状态会改变它，以及有关它的初始状态的任何信息丢失。
因此，接收和解释一个量子信号只能在阅读这将导致它的破坏进行一次，因为即使是第一次尝试。在量子力学中不可克隆定理禁止未知量子态的复制，因此，试图复制和恢复信号反馈是不可能的。因此，接收器会立即知道是否曾有过窃听。
目前，量子比特在地面网络用于生成不能被复制的，现在或将来破解密钥。玩必威棋宇航公司正在探索如何在空间部署QKD。
动手透视
在美国，许多金融服务公司已经在使用QKD通过光纤电缆来传输数据。然而，这些信号只能到目前为止通过纤维降解之前行进，限制了它们的范围。他们也是目前依靠地面光纤，使得目前的做法站不住脚的空间系统。
“因为在纤维中的信号损失，所以您可能只需要链接几百公里，”乌塔姆Paudel博士实验室经理在航空航天公司光子学技术部说。“从一个防御点，这是不是很兴奋。如果你交换遥远的地面系统，卫星和地面之间的信息，你需要一个长距离连接和光纤往往不是一个选项。”
喜气洋洋的量子比特千里卫星和地面站提出了新的挑战，但航天帮助使这一概念变成现实。
虽然其他研究机构正在研究基于空间的QKD件，如量子位的形成，航天构建了“真正的汤到坚果实验”来验证全过程，约瑟夫说触摸博士，高级分布式系统架构师in Aerospace’s Information Systems and Cyber Division. Touch and Aerospace Technology Strategist Lori Gordon co-authored the recent CSPS report on QKD.
“要做到认真这项工作，你需要理由靴子 - 对硬件的手，”淡淡的道。“我们的理论伙伴留下了深刻印象与我们的实施经验，他们到我们这里来的时候，他们需要的是动手的观点。”
不像其它同类实验，该项目采用商用现货（COTS）的部分，这将使得未来系统的成本效益，特别是在有计划的低地球轨道大型卫星星座的规模。
“我们已经在我们的实验室的端至端QKD试验台，可以让我们了解这些结构将在系统级别和成本构成，以把工作做好的工作，”安德鲁Mollner博士，高级项目负责人说，在光电技术部。“它让我们真正的从系统级捅并了解怎样才能得到一个空间的系统。”
信任的问题
同时，航空航天的CSPS正在审查卫星上广泛采用QKD所需的政策行动。该中心的工作揭示了政府和行业标准组织的复杂网络 - 最无关的空间 - 必须为更广泛的网络安全达成QKD的可靠性的共识。
从资金的角度来看，必须QKD具有较高知名度的努力，如量子计算有关国家研究议程的投资和优先片竞争。进展一直比较缓慢，美国正处在一个十字路口，戈登解释。
“但势头已经建立，”戈登说。“最近美国国会通过一些科学团体敦促和以及来自全球的玩家越来越多量子竞争，投资$ 1.2十亿量子研究。仅有300万$向量子密钥分配去了。然而，在那个时候，中国发射了一颗卫星展示QKD在地面系统。所有这一切都建立在需要了解QKD的意义和可行性。”
该报告发现，正式的标准QKD，通过私人和公共部门的利益相关者协同带动，将是更大的采纳和投资的关键。在此之前，不确定性会阻碍进一步发展。
“你不能启动它，如果你不能信任它，”淡淡的道。“我们的实验室测试和国家安全可信的使用，特别是对空间有效载荷之间的巨大鸿沟。现在，没有人能有充分的信心QKD“。
航天正在努力弥合这一鸿沟，利用量子的专业知识和空间的企业以其独特的有利位置。最终，球队的目标技术指导将有助于形成安全通信的未来。
“我们的目标，” Paudel说，“是要动手知识获取足够的，所以我们可以这样他们正在做明智的决定，政府建议，因为他们正在投资更重。”
