46 km 部署光纤上实现 100 Gbps 量子安全 IPsec VPN 隧道
量子物理
2024-05-08 v1
摘要
我们首次演示了在 46 公里部署光纤上实现的量子安全高速 100 Gbps 站点到站点 IPsec 隧道，采用量子密钥分发（QKD）技术保障安全。该演示在新加坡两座摩根大通数据中心之间进行，处于空气隔离环境中，实现了 45 天的连续运行。测试了两种不同的虚拟专用网络（VPN）隧道配置：(1) QKD 保障的 VPN 隧道配置，最高吞吐量达到 80 Gbps；(2) 多 VPN 隧道配置，展示了 12 条 QKD 保障的 VPN 隧道，单条隧道吞吐量达到 8.39 Gbps，所有隧道的聚合吞吐量达到 99.62 Gbps。对于 QKD 系统性能，实现了平均密钥率（SKR）为 7.4 kbps（约每秒 29 个 AES-256 密钥）、平均量子位误差率（QBER）为 0.8% 以及平均可见度为 98.6%。我们利用 ETSI-QKD-014 基于 REST 的应用程序编程接口（API）在 QKD 系统的密钥管理服务器与下一代防火墙之间交换 QKD 生成的密钥，以加密和解密数据。数据采用 AES-256-GCM 加密套件进行加密，密钥刷新率为 120 秒，且不影响 VPN 隧道的连通性和性能。
引用
@article{arxiv.2405.04415,
title = {100 Gbps Quantum-safe IPsec VPN Tunnels over 46 km Deployed Fiber},
author = {Obada Alia and Albert Huang and Huan Luo and Omar Amer and Marco Pistoia and Charles Lim},
journal= {arXiv preprint arXiv:2405.04415},
year = {2024}
}
备注
7 pages, 4 figures, 1 table