JP2003037594A - Optical signal transmitter, and system and method for optical signal transmission - Google Patents
Optical signal transmitter, and system and method for optical signal transmissionInfo
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】この発明は、量子暗号におけ
る位相変調量取り出し防止方法及び手段に関するもので
ある。また、この発明は、量子暗号を生成する光信号伝
送システムに関するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method and means for preventing phase modulation amount extraction in quantum cryptography. The present invention also relates to an optical signal transmission system that generates quantum cryptography.
【０００２】[0002]
【従来の技術】図６は、従来技術を示した図である。従
来技術として、例えば、文献（Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ
Ｌｅｔｔｅｒｓ３４，（２２），ｐｐ２１１６−２１
１７，１９９８“Ａｕｔｏｍａｔｅｄ ｐｌｕｇ＆ｐｌ
ａｙ Ｑｕａｎｔｕｍ Ｋｅｙ Ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉ
ｏｎ）に示された従来の鏡などを使ったパッシブ（Ｐａ
ｓｓｉｖｅ）な通信者が存在する量子暗号における構成
である。図６において量子暗号を生成する光信号伝送シ
ステムは、１対の量子暗号受信装置１００と量子暗号送
信装置２００とこれらをつなぐ量子暗号通信路１とこれ
らを制御するインターフェース回路部１６０，２６０と
コンピュータ１５０，２５０から構成される。量子暗号
通信路１は具体的には通信用光ファイバを用いた光路で
ある。量子暗号受信装置１００では、光子発生器２から
光子が発生し、サーキュレータ６を通りカプラ５に導か
れる。カプラ５に到達した光パルスは２つの光路を伝送
することになる。１つは偏光ビームスプリッタ９０に直
接至る「短光路」であり、もう１つは、位相変調器７、
光ファイバ８を通り偏光ビームスプリッタ９０に至る
「長光路」である。こうして、パルスが２つに分岐され
て時間差のある偏波面の異なる２連パルスとなって量子
暗号通信路１を送信される。いずれの光路を通過した光
パルスも量子暗号通信路１を通り、量子暗号送信装置２
００に送られる。量子暗号送信装置２００に到達した光
子は、アッテネータ１１０、位相変調器１２０、ファラ
ディーミラー１３０を順に通過する。ファラディーミラ
ー１３０に到達した光子は反射されてもときた経路を戻
るのだが、その際その偏波面を９０度回転させられる。
往路において長光路を通った光子は位相変調器１２０に
おいて位相変調を受ける。再び量子暗号通信路１を通っ
て量子暗号受信装置１００に戻った光子は偏光ビームス
プリッタ９０において２つの光路に分離される。ここ
で、２連光パルスは偏波面が異なっているため、往路に
おいて長光路を通った光パルスは復路では短光路を通
り、往路において短光路を通った光パルスは復路では長
光路を通ることになる。つまり、鍵配送に用いられる光
子は、往路と復路とで異なる光路を通過した光子であ
る。復路において長光路を通過する光子は位相変調器７
において位相変調を受ける。往路に長光路、復路に短光
路を選択した光子と往路に短光路、復路に長光路を選択
した光子は同時にカプラ５に戻り、位相変調器７及び位
相変調器１２０で受けた位相変調量の差に応じて干渉を
起こすことになる。干渉の結果、帰還した光子は光子検
出器３と光子検出器４のどちらかで選択的に検出され
る。量子力学的な性質により２つの光子検出器において
同時に検出されることはない。なお、光子検出器４にお
いて検出されるべき光子は、サーキュレータ６により光
子発生器２に導かれることなく光子検出器４に到達す
る。ここで、量子暗号受信装置１００と量子暗号送信装
置２００との間で量子暗号を共有するためには、１対の
量子暗号受信装置１００と量子暗号送信装置２００との
間で同期がとれている必要があるため、量子暗号受信装
置１００では、光子発生器２から光信号である光子の同
期タイミングを検出し、量子暗号送信装置２００では、
カプラ２０を介し光子検出器２１から光信号である光子
の同期タイミングを検出している。2. Description of the Related Art FIG. 6 is a diagram showing a conventional technique. As a conventional technique, for example, literature (Electronics)
Letters 34, (22), pp2116-21.
17, 1998 "Automated plug & pl
ay Quantum Key Distributi
on) using a conventional mirror, etc. (Pa
This is a configuration in quantum cryptography in which there are active (sive) correspondents. In FIG. 6, an optical signal transmission system for generating a quantum cipher includes a pair of quantum cipher receivers 100, a quantum cipher transmitter 200, a quantum cipher communication path 1 connecting them, interface circuit units 160 and 260 for controlling them, and a computer. It is composed of 150 and 250. The quantum cryptography communication path 1 is specifically an optical path using a communication optical fiber. In the quantum cipher receiving device 100, photons are generated from the photon generator 2 and guided to the coupler 5 through the circulator 6. The optical pulse reaching the coupler 5 will be transmitted through two optical paths. One is a “short optical path” directly to the polarization beam splitter 90, the other is a phase modulator 7,
It is a “long optical path” that passes through the optical fiber 8 and reaches the polarization beam splitter 90. In this way, the pulse is split into two and becomes a double pulse having different polarization planes with a time difference and transmitted through the quantum cryptography communication path 1. An optical pulse that has passed through either optical path passes through the quantum cryptography communication path 1 and the quantum cryptography transmission device 2
Sent to 00. The photons that have reached the quantum cryptography transmission device 200 pass through the attenuator 110, the phase modulator 120, and the Faraday mirror 130 in order. The photons that have reached the Faraday mirror 130 return to the proper path even if they are reflected, but at that time, their planes of polarization are rotated by 90 degrees.
Photons that have passed the long optical path in the outward path undergo phase modulation in the phase modulator 120. The photons returning to the quantum cipher receiving device 100 through the quantum cipher communication path 1 again are separated into two optical paths by the polarization beam splitter 90. Here, since the two continuous optical pulses have different polarization planes, the optical pulse that has passed the long optical path in the forward path passes the short optical path in the return path, and the optical pulse that has passed the short optical path in the forward path passes the long optical path in the return path. become. That is, the photons used for key distribution are the photons that have passed through different optical paths for the forward and return paths. The photon passing through the long optical path in the return path is the phase modulator 7
Undergoes phase modulation at. The photons for which the long optical path is selected for the forward path and the short optical path for the backward path and the photons for which the short optical path is selected for the forward path and the long optical path for the backward path are returned to the coupler 5 at the same time, and the phase modulation amount received by the phase modulator 7 and the phase modulator 120 Interference will occur depending on the difference. As a result of the interference, the returned photons are selectively detected by either the photon detector 3 or the photon detector 4. Due to their quantum mechanical nature, they cannot be detected simultaneously in two photon detectors. The photons to be detected by the photon detector 4 reach the photon detector 4 without being guided to the photon generator 2 by the circulator 6. Here, in order to share the quantum cipher between the quantum cipher receiving apparatus 100 and the quantum cipher transmitting apparatus 200, the pair of quantum cipher receiving apparatus 100 and the quantum cipher transmitting apparatus 200 are synchronized. Therefore, the quantum cipher receiving apparatus 100 detects the synchronization timing of the photons which are optical signals from the photon generator 2, and the quantum cipher transmitting apparatus 200
The photon detector 21 detects the synchronization timing of photons, which are optical signals, via the coupler 20.
【０００３】位相変調方式量子暗号は、光ファイバなど
を使用した光学系で、前述のような２種類の同じ長さの
光路を通ってきて位相のみが異なる光子の干渉を利用し
て物理的に系を構成している。通常の位相変調方式量子
暗号における変調は、量子暗号受信装置１００と量子暗
号送信装置２００との２者間で各々１つずつ位相変調器
７，１２０を配し、希望の位相をかけて動作させる。こ
の同じ長さ光路で位相が、１つは位相変調器１２０でか
けられた位相Φａ、もう１つは位相変調器７でかけられ
た位相Φｂとすると、その差Φａ−Φｂの値にしたがっ
て光の干渉がおきる。位相変調方式量子暗号はこの干渉
を利用している。ここで、実際、同じ長さの２種類の光
路を作り安定した干渉系を組むことは難しいため、上記
に説明したような、ファラディーミラー１３０のような
鏡などを使ったパッシブな通信者が存在する光学系を用
いて量子暗号を構成し、安定した量子暗号システムの構
築方法が多く用いられている。鏡などを使ったパッシブ
な通信者が存在する光学系を用いた位相変調方式量子暗
号における光パルスの流れを、改めて、１つの例である
図６に示された構成を使って具体的に説明すると次の通
りである。The phase modulation type quantum cryptography is an optical system using an optical fiber or the like, and physically uses the interference of photons that pass through two kinds of optical paths of the same length and have different phases. It constitutes the system. For modulation in the normal phase modulation type quantum cryptography, one phase modulator 7 or 120 is provided between each of the quantum cryptography receiving apparatus 100 and the quantum cryptography transmitting apparatus 200, and a desired phase is applied for operation. . In this same length optical path, assuming that the phase is one phase Φa applied by the phase modulator 120 and the other phase is the phase Φb applied by the phase modulator 7, the interference of light depends on the value of the difference Φa−Φb. Occurs. Phase modulation quantum cryptography uses this interference. Here, in reality, it is difficult to form two types of optical paths of the same length to form a stable interference system. Therefore, a passive communication person using a mirror such as the Faraday mirror 130 as described above may be used. A quantum cryptography is constructed using existing optical systems, and a method of constructing a stable quantum cryptography system is often used. The flow of the optical pulse in the phase modulation quantum cryptography using the optical system in which the passive communicator using the mirror or the like exists is explained again by using the configuration shown in FIG. 6 which is an example. Then it is as follows.
【０００４】図６を用いて説明する。光子発生器２（レ
ーザー）からある繰り返し周波数で光子が発進され、そ
れが受信者（ここではＢｏｂ）である量子暗号受信装置
１００の光ファイバや光カプラであるカプラ５などの光
学系などを通って時間差のある光パルスに変換され、２
者間の通信路（例えば既設の光ファイバ）である量子暗
号通信路１に到達する。この後、送信者（ここではＡｌ
ｉｃｅ）である量子暗号送信装置２００の光学系に光パ
ルスが入る。光パルスのうち片方のみ（実際は２連パル
スの内、後の光パルス）に対して、鏡であるファラディ
ーミラー１３０に反射される前または後に、情報が付加
（例えば位相変調器１２０により位相変調）され、他方
（実際は２連パルスの内、先の光パルス）には何も情報
はのせられない。２種の光パルスは、鏡で反射された
後、送信者（ここではＡｌｉｃｅ）である量子暗号送信
装置２００の光学系から出力され、２者の通信路上を通
って、受信者側（ここではＢｏｂ）である量子暗号受信
装置１００の光学系に時間差のある２つの光パルスとし
て入っていく。ここで、先程情報が載せられてない方の
パルスのみに受信者（ここではＢｏｂ）である量子暗号
受信装置１００の情報が付加（位相変調器７による位相
変調で付加）される。そして、この結果、２種の同じ光
路長の異なる位相変調された光の干渉結果により量子暗
号が実現される。This will be described with reference to FIG. A photon is emitted from the photon generator 2 (laser) at a certain repetition frequency, and passes through an optical system such as the optical fiber of the quantum cipher receiver 100 which is the receiver (Bob here) or the coupler 5 which is an optical coupler. Converted into optical pulses with a time difference
It reaches the quantum cryptography communication channel 1 which is a communication channel between persons (for example, an existing optical fiber). After this, the sender (here Al
An optical pulse enters the optical system of the quantum cryptography transmission device 200 which is ice). Information is added to only one of the optical pulses (actually the latter optical pulse of the double pulse) before or after being reflected by the Faraday mirror 130, which is a mirror (for example, phase modulation by the phase modulator 120). However, no information is added to the other (actually, the preceding optical pulse of the double pulse). After being reflected by the mirror, the two types of optical pulses are output from the optical system of the quantum cryptographic transmission device 200 that is the sender (here, Alice), pass through the two communication paths, and then the receiver side (here, Bob) enters the optical system of the quantum cipher receiving device 100 as two optical pulses with a time difference. Here, the information of the quantum cipher receiving apparatus 100 which is the receiver (Bob in this case) is added (added by the phase modulation by the phase modulator 7) only to the pulse for which the information has not been added previously. As a result, quantum cryptography is realized by the result of interference of two types of phase-modulated lights having different optical path lengths.
【０００５】[0005]
【発明が解決しようとする課題】従来の鏡（ファラディ
ーミラー１３０）などを使ったパッシブな通信者が存在
する量子暗号においては、量子暗号通信路１又は鏡など
で反射される前の入力部に第三者が強い光（光パルス）
を入射させ、反射された光を取り出すことにより、通信
者の光子に載せている秘密の情報（ここでは例えば位相
変調量）を読み出すシステム攻撃法（盗聴）が可能であ
る。このため、最初に盗聴者がいない状態で量子暗号の
システムの設定を行って、送信者が情報をのせた光パル
スが通信路を流れる時に秘匿性が保たれるような光強度
となるよう設定してシステム運用しても、上記のような
悪意の第三者（盗聴者）によって強い光パルスを入射さ
れて、通信者（例えば送信者Ａｌｉｃｅ、受信者Ｂｏ
ｂ）が全く気づかない状態のままで、位相変調量を取り
出されてしまう可能性があるという問題点があった。こ
のため鏡などを使ったパッシブな通信者が存在する量子
暗号においては、システムの安全性が保証できないとい
う問題点があった。In quantum cryptography in which there is a passive communicator using a conventional mirror (Faraday mirror 130) or the like, the input unit before being reflected by the quantum cryptography communication path 1 or the mirror or the like. To a third party strong light (light pulse)
The system attack method (eavesdropping) that reads out the secret information (here, for example, the amount of phase modulation) carried on the photon of the communicator is possible by making the incident light and taking out the reflected light. For this reason, first, the quantum cryptography system is set up in the absence of an eavesdropper, and the light intensity is set so that the confidentiality is maintained when the optical pulse carrying the information on the sender flows through the communication path. Even if the system is operated, a strong optical pulse is made incident by the malicious third party (eavesdropper) as described above, and the communication person (for example, the sender Alice and the receiver Bo)
There is a problem that the phase modulation amount may be taken out while b) is not noticed at all. For this reason, there is a problem in that the security of the system cannot be guaranteed in quantum cryptography in which there is a passive communicator using a mirror or the like.
【０００６】この発明は、量子暗号システムにおいて、
悪意の第三者（盗聴者）による位相変調量の不正読み取
り（盗聴）の防止、すなわち確実に安全性を保障するこ
とを目的とする。The present invention relates to a quantum cryptosystem,
The purpose is to prevent unauthorized reading (eavesdropping) of the phase modulation amount by a malicious third party (eavesdropper), that is, to ensure the safety.
【０００７】また、この発明は、情報を伝送する光信号
伝送システムにおいて、悪意の第三者（盗聴者）による
盗聴の防止、すなわち確実に安全性を保障することを目
的とする。Another object of the present invention is to prevent eavesdropping by a malicious third party (eavesdropper), that is, to ensure safety in an optical signal transmission system for transmitting information.
【０００８】[0008]
【課題を解決するための手段】本発明の光信号伝送装置
は、伝送路を通過する光信号をモニタする光モニタ部
と、上記光モニタ部によりモニタされた光信号に基づい
て、所定の基準により上記光信号の盗聴の有無を検出す
る盗聴検出部とを備えたことを特徴とする。An optical signal transmission device according to the present invention comprises an optical monitor section for monitoring an optical signal passing through a transmission line, and a predetermined reference based on the optical signal monitored by the optical monitor section. And an eavesdropping detection section for detecting the presence or absence of eavesdropping of the optical signal.
【０００９】本発明の光信号伝送装置は、伝送路を通過
する光信号の位相を位相変調する位相変調方式を用いて
量子暗号を生成する光信号伝送装置において、上記伝送
路を通過する光信号の内、所定の周波数域以外の周波数
を有する光信号の通過を遮断する光フィルタ部を備えた
ことを特徴とする。The optical signal transmission device of the present invention is an optical signal transmission device for generating a quantum cipher by using a phase modulation method for phase-modulating the phase of an optical signal passing through the transmission line. Among these, an optical filter unit for blocking passage of an optical signal having a frequency other than a predetermined frequency range is provided.
【００１０】本発明の光信号伝送装置は、伝送路を通過
する光信号の位相を位相変調する位相変調方式を用いて
量子暗号を生成する光信号伝送装置において、上記伝送
路を通過する光信号を発生する光信号発生部と、上記光
信号発生部により発生された光信号を所定の基準により
監視する光源光チェック部とを備えたことを特徴とす
る。The optical signal transmission device of the present invention is an optical signal transmission device for generating a quantum cipher by using a phase modulation method for phase-modulating the phase of an optical signal passing through the transmission line. And a light source light check unit that monitors the optical signal generated by the optical signal generation unit according to a predetermined reference.
【００１１】また、上記光信号伝送装置は、所定の強度
の光信号を入力し、上記光モニタ部は、上記所定の強度
の光信号をモニタし、上記盗聴検出部は、上記光モニタ
部によりモニタされた上記光信号の強度を基準に上記光
信号の盗聴の有無を検出することを特徴とする。Further, the optical signal transmission device inputs an optical signal of a predetermined intensity, the optical monitor section monitors the optical signal of the predetermined intensity, and the wiretapping detection section is operated by the optical monitor section. The presence or absence of wiretapping of the optical signal is detected based on the intensity of the monitored optical signal.
【００１２】また、上記光信号伝送装置は、所定の周期
の光信号を入力し、上記光モニタ部は、上記所定の周期
の光信号をモニタし、上記盗聴検出部は、上記光モニタ
部によりモニタされた上記光信号の周期を基準に上記光
信号の盗聴の有無を検出することを特徴とする。Further, the optical signal transmission device inputs an optical signal of a predetermined cycle, the optical monitor section monitors the optical signal of the predetermined cycle, and the wiretapping detection section is operated by the optical monitor section. The presence or absence of wiretapping of the optical signal is detected based on the period of the monitored optical signal.
【００１３】また、上記盗聴検出部は、上記光モニタ部
によりモニタされた上記光信号の一定期間内のパルスの
数を基準に上記光信号の盗聴の有無を検出することを特
徴とする。Further, the eavesdropping detection section is characterized by detecting the presence or absence of eavesdropping of the optical signal based on the number of pulses of the optical signal monitored by the optical monitoring section within a certain period.
【００１４】本発明の光信号伝送システムは、伝送路を
通過する光信号をモニタする光モニタ部と、上記光モニ
タ部によりモニタされた光信号に基づいて、所定の基準
により上記光信号の盗聴の有無を検出する盗聴検出部と
を有する第１の光信号伝送装置と、上記伝送路を通過す
る光信号を発生する光信号発生部と、上記光信号発生部
により発生された光信号を所定の基準により監視する光
源光チェック部とを有する第２の光信号伝送装置とを備
えたことを特徴とする。The optical signal transmission system of the present invention comprises an optical monitor section for monitoring an optical signal passing through a transmission path, and an eavesdropping of the optical signal based on a predetermined reference based on the optical signal monitored by the optical monitor section. A first optical signal transmission device having an eavesdropping detection unit for detecting the presence or absence of an optical signal, an optical signal generation unit for generating an optical signal that passes through the transmission path, and an optical signal generated by the optical signal generation unit are set to a predetermined value. And a second optical signal transmission device having a light source light check unit for monitoring according to the above standard.
【００１５】本発明の光信号伝送システムは、伝送路を
通過する光信号をモニタする光モニタ部と、上記光モニ
タ部によりモニタされた光信号に基づいて、所定の基準
により上記光信号の盗聴の有無を検出する盗聴検出部
と、上記伝送路を通過する光信号の内、上記盗聴検出部
により検出できない上記所定の周波数域以外の周波数を
有する光信号の通過を遮断する光フィルタ部とを有する
第１の光信号伝送装置と、上記伝送路を通過する光信号
を発生する光信号発生部と、上記光信号発生部により発
生された光信号を所定の基準により監視する光源光チェ
ック部とを有する第２の光信号伝送装置とを備えたこと
を特徴とする。The optical signal transmission system of the present invention comprises an optical monitor section for monitoring an optical signal passing through a transmission path, and an eavesdropping of the optical signal according to a predetermined standard based on the optical signal monitored by the optical monitor section. A wiretapping detection unit that detects the presence or absence of an optical signal, and an optical filter unit that blocks the passage of an optical signal having a frequency other than the predetermined frequency range that cannot be detected by the wiretapping detection unit among the optical signals that pass through the transmission path. A first optical signal transmission device having the above, an optical signal generation unit that generates an optical signal that passes through the transmission line, and a light source optical check unit that monitors the optical signal generated by the optical signal generation unit according to a predetermined standard. And a second optical signal transmission device having the above.
【００１６】本発明の光信号伝送方法は、伝送路を通過
する光信号をモニタする光モニタ工程と、上記光モニタ
工程によりモニタされた光信号に基づいて、所定の基準
により上記光信号の盗聴の有無を検出する盗聴検出工程
とを備えたことを特徴とする。The optical signal transmission method of the present invention comprises an optical monitoring step of monitoring an optical signal passing through a transmission line, and an eavesdropping of the optical signal based on a predetermined reference based on the optical signal monitored by the optical monitoring step. And a wiretapping detection step of detecting the presence or absence of
【００１７】本発明の光信号伝送方法は、伝送路を通過
する光信号をモニタする光モニタ工程と、上記光モニタ
工程によりモニタされた光信号に基づいて、所定の基準
により上記光信号の盗聴の有無を検出する盗聴検出工程
と、上記伝送路を通過する光信号の内、上記盗聴検出工
程により検出できない上記所定の周波数域以外の周波数
を有する光信号の通過を遮断する光フィルタ工程と、上
記伝送路を通過する光信号を発生する光信号発生工程
と、上記光信号発生工程により発生された光信号を所定
の基準により監視する光源光チェック工程とを備えたこ
とを特徴とする。The optical signal transmission method of the present invention comprises an optical monitoring step of monitoring an optical signal passing through a transmission line, and an eavesdropping of the optical signal based on a predetermined reference based on the optical signal monitored by the optical monitoring step. The wiretapping detection step of detecting the presence or absence of, of the optical signal passing through the transmission path, an optical filter step of blocking the passage of an optical signal having a frequency other than the predetermined frequency range that cannot be detected by the wiretapping detection step, An optical signal generating step of generating an optical signal passing through the transmission path, and a light source light checking step of monitoring the optical signal generated by the optical signal generating step by a predetermined standard are provided.
【００１８】[0018]
【発明の実施の形態】実施の形態１．図１は、実施の形
態１を示す構成図である。図１において、５００は、モ
ニタ（光モニタ部の一例である）である。本実施の形態
では、１対の量子暗号受信装置１００と量子暗号送信装
置２００との間で、例えば、インターフェース回路部１
６０，２６０間で同期をとっているため、図６に示した
カプラ２０と光子検出器２１とを省略している。その他
の構成は図６と同様である。BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Embodiment 1. FIG. 1 is a configuration diagram showing the first embodiment. In FIG. 1, reference numeral 500 is a monitor (an example of an optical monitor unit). In the present embodiment, for example, the interface circuit unit 1 is provided between the pair of quantum cryptography reception device 100 and quantum cryptography transmission device 200.
Since 60 and 260 are synchronized, the coupler 20 and the photon detector 21 shown in FIG. 6 are omitted. Other configurations are the same as those in FIG.
【００１９】量子暗号受信装置１００（光信号伝送装置
の一例であり、また、第２の光信号伝送装置の一例であ
る）では、光子発生器２（光信号発生部の一例である）
から光子が発生し、伝送路を通過してサーキュレータ６
を通りカプラ５に導かれる。カプラ５に到達した光パル
スは２つの光路を伝送することになる。１つは偏光ビー
ムスプリッタ９０に直接至る「短光路」（伝送路の一例
である）であり、もう１つは、位相変調器７、光ファイ
バ８を通り偏光ビームスプリッタ９０に至る「長光路」
（伝送路の一例である）である。偏光コントローラ１４
０は、光パルスの偏波面を調整する。いずれの光路を選
択した光パルスも量子暗号通信路１を通り、量子暗号送
信装置２００（光信号伝送装置の一例であり、また、第
１の光信号伝送装置の一例である）に送られる。量子暗
号送信装置２００に到達した光子は、アッテネータ１１
０、位相変調器１２０（位相変調部の一例である）、フ
ァラディーミラー１３０を順に伝送路を通過する。ファ
ラディーミラー１３０に到達した光子は反射されてもと
きた経路を戻るのだが、その際その偏波面を９０度回転
させられる。往路において長光路を通った光子は位相変
調器１２０において位相変調を受ける。再び量子暗号通
信路１を通って量子暗号受信装置１００に戻った光子は
偏光ビームスプリッタ９０において偏波面の方向により
２つの光路に分離される。ここで、２連光パルスは偏波
面が異なっているため、往路において長光路を通った光
パルスは復路では短光路を通り、往路において短光路を
通った光パルスは復路では長光路を通ることになる。つ
まり、鍵配送に用いられる光子は、往路と復路とで異な
る光路を通過した光子である。復路において長光路を通
過する光子は位相変調器７において位相変調を受ける。
往路に長光路、復路に短光路を選択した光子と往路に短
光路、復路に長光路を選択した光子は同時にカプラ５に
戻り、位相変調器７及び位相変調器１２０で受けた位相
変調量の差に応じて干渉を起こすことになる。干渉の結
果、帰還した光子は光子検出器３と光子検出器４のどち
らかで選択的に検出される。量子力学的な性質により２
つの光子検出器において同時に検出されることはない。
なお、光子検出器４において検出されるべき光子は、サ
ーキュレータ６により光子発生器２に導かれることなく
光子検出器４に到達する。ここで、本来、アッテネータ
１１０により光子の数を減衰させ、単一光子の状態ある
いはそれに準じた微弱光にすることにより、量子暗号受
信装置１００に光子が届く前に、他者（盗聴者）が光子
を取り出すことにより位相変調量を取り出す（盗聴す
る）と量子暗号受信装置１００が受信すべき光子が存在
しなくなり、盗聴者が存在することが判明してしまうこ
とになる。また、光子を取り出し再送しようとしても、
未知の量子状態を観測して全く同じものを再生、再送す
ることができないという物理の基本原理を量子暗号は利
用している。このため、盗聴者が存在することが判明し
てしまう。しかしながら、量子暗号通信路１又は量子暗
号送信装置２００におけるファラディーミラー１３０で
反射される前の入力部に強い光（光パルス）を入射さ
せ、反射された光を取り出すことにより、通信者の光子
に載せている秘密の情報（ここでは例えば位相変調量）
を読み出すシステム攻撃法（盗聴）が可能である。図２
は、光パルスの状態を示す図である。図２において、２
０１ａは、短光路を通って量子暗号受信装置１００から
出力された光パルス、２０１ｂは、長光路を通って量子
暗号受信装置１００から出力された光パルスである。ま
た、図２において、２０２ａは、短光路を通った光パル
スとタイミング同期して盗聴者が強い光（光パルス）を
入射させた後の光パルス、２０２ｂは、長光路を通った
光パルスとタイミング同期して盗聴者が強い光（光パル
ス）を入射させた後の光パルスである。光パルス２０２
ａ又は２０２ｂは、量子暗号送信装置２００において、
通信者により秘密の情報が載せられて量子暗号送信装置
２００を出力する。盗聴者は、光パルス２０２ａ又は２
０２ｂから秘密の情報を読み出す。秘密の情報が読み出
された残りの光子（光パルス）は、量子暗号受信装置１
００が受信すべき光子となる。これにより、上記のよう
な悪意の第三者（盗聴者）によって強い光パルスを入射
されて、通信者（例えば送信者Ａｌｉｃｅ、受信者Ｂｏ
ｂ）が全く気づかない状態のままで、位相変調量を取り
出されてしまう可能性がある。そこで、量子暗号送信装
置２００における伝送路を通過する光信号をモニタ５０
０によりモニタし、モニタ５００によるモニタ情報に基
づいて量子暗号送信装置２００における伝送路に、一定
の強度の光パルスが来ているか、また、予定以上の強い
（強度の大きい）光（光パルス）を入射していないかを
インターフェース回路部２６０とコンピュータ２５０
（盗聴検出部の一例である）により検出する。また、量
子暗号送信装置２００におけるファラディーミラー１３
０で反射される前の入力部に光子発生器２により一定期
間に発生した光パルスよりも多い光パルスを入射させる
ことにより、例えば、位相変調器１２０の位相変調タイ
ミングが物理的な制約からパルス幅よりも大きいような
現実的な場合、位相変調作動の時間内に別のパルスが位
相変調器１２０を通過してしまえば、通信者の光子に載
せている秘密の情報（ここでは例えば位相変調量）を読
み出すシステム攻撃法（盗聴）が可能である。これによ
り、上記のような悪意の第三者（盗聴者）によって光パ
ルスを入射されて、通信者（例えば送信者Ａｌｉｃｅ、
受信者Ｂｏｂ）が全く気づかない状態のままで、位相変
調量を取り出されてしまう可能性がある。図３は、光パ
ルスの状態を示す図である。図３において、３０１ａ
は、短光路を通って量子暗号受信装置１００から出力さ
れた光パルス、３０１ｂは、長光路を通って量子暗号受
信装置１００から出力された光パルスである。すなわ
ち、光パルス３０１ａ，３０１ｂは、量子暗号受信装置
１００から出力された決まったパルスタイプ（例えば、
２連パルス）である。また、図３において、３０２ａ，
３０２ｂは、盗聴者により入射された光パルスである。
光パルス３０１ａ又は３０１ｂは、量子暗号送信装置２
００において、通信者により秘密の情報が載せられて量
子暗号送信装置２００を出力する。また、光パルス３０
２ａ，３０２ｂは、量子暗号送信装置２００において、
位相変調器１２０の位相変調を行うタイミング幅が物理
的な制約からパルス幅よりも大きくなってしまう場合
で、盗聴者が意図的に入射させた光パルス３０２ａ，３
０２ｂがこの位相変調のタイミング幅の中に入っていれ
ば、通信者により秘密の情報が載せられて量子暗号送信
装置２００を出力する。盗聴者は、光パルス３０２ａ，
３０２ｂから秘密の情報を読み出す。秘密の情報が読み
出された残りの光子（光パルス３０１ａ，３０１ｂ）
は、量子暗号受信装置１００が受信すべき光子となる。
そこで、量子暗号送信装置２００における伝送路を通過
する光信号をモニタ５００によりモニタし、モニタ５０
０によるモニタ情報に基づいて量子暗号送信装置２００
における伝送路に、量子暗号受信装置１００から出力さ
れた決まったパルスタイプ（例えば、所定の時間間隔の
２連パルス）で来ているか、また、一定期間に発生した
光パルスよりも多い数の光パルスを入射していないかを
インターフェース回路部２６０とコンピュータ２５０
（盗聴検出部の一例である）により検出する。これによ
り、通信者以外（盗聴者）からの情報の取り出しを防ぐ
ことができる。例えば、入射パルス幅（例えば、５０ｐ
ｓｅｃ）に対して、位相変調の電圧印加幅が物理的制約
で大きいような現実的場合（例えば、数〜数百ｎｓｅ
ｃ）や、電圧印加幅とパルス幅が同じ理想的な場合で
も、ともに、通信者以外（盗聴者）からの情報の取り出
しを防ぐことができる。In the quantum cipher receiving device 100 (which is an example of an optical signal transmission device and is also an example of a second optical signal transmission device), a photon generator 2 (which is an example of an optical signal generation unit).
Photons are emitted from the circulator 6 through the transmission line.
To the coupler 5. The optical pulse reaching the coupler 5 will be transmitted through two optical paths. One is a “short optical path” (which is an example of a transmission path) directly reaching the polarization beam splitter 90, and the other is a “long optical path” reaching the polarization beam splitter 90 through the phase modulator 7 and the optical fiber 8.
(This is an example of a transmission path). Polarization controller 14
0 adjusts the plane of polarization of the optical pulse. The optical pulse that has selected any of the optical paths passes through the quantum cryptography communication path 1 and is sent to the quantum cryptography transmission apparatus 200 (an example of the optical signal transmission apparatus and also an example of the first optical signal transmission apparatus). The photons that have reached the quantum cryptography transmission device 200 are attenuator 11
0, the phase modulator 120 (which is an example of a phase modulator), and the Faraday mirror 130 are sequentially passed through the transmission path. The photons that have reached the Faraday mirror 130 return to the proper path even if they are reflected, but at that time, their planes of polarization are rotated by 90 degrees. Photons that have passed the long optical path in the outward path undergo phase modulation in the phase modulator 120. The photons returning to the quantum cipher receiving device 100 through the quantum cipher communication path 1 again are separated into two optical paths by the polarization beam splitter 90 according to the direction of the polarization plane. Here, since the two continuous optical pulses have different polarization planes, the optical pulse that has passed the long optical path in the forward path passes the short optical path in the return path, and the optical pulse that has passed the short optical path in the forward path passes the long optical path in the return path. become. That is, the photons used for key distribution are the photons that have passed through different optical paths for the forward and return paths. Photons passing through the long optical path in the return path are subjected to phase modulation in the phase modulator 7.
The photons for which the long optical path is selected for the forward path and the short optical path for the backward path and the photons for which the short optical path is selected for the forward path and the long optical path for the backward path are returned to the coupler 5 at the same time, and the phase modulation amount received by the phase modulator 7 and the phase modulator 120 Interference will occur depending on the difference. As a result of the interference, the returned photons are selectively detected by either the photon detector 3 or the photon detector 4. 2 due to quantum mechanical properties
It cannot be detected at the same time by two photon detectors.
The photons to be detected by the photon detector 4 reach the photon detector 4 without being guided to the photon generator 2 by the circulator 6. Here, originally, by attenuating the number of photons by the attenuator 110 to make the state of a single photon or weak light equivalent thereto, before another photon arrives at the quantum cryptography receiver 100, another person (eavesdropper) can detect it. When the phase modulation amount is extracted (eavesdropping) by taking out the photons, the photons to be received by the quantum cryptography reception device 100 do not exist, and it becomes clear that an eavesdropper exists. Also, if you take out a photon and try to retransmit it,
Quantum cryptography uses the basic physical principle of observing an unknown quantum state and not being able to reproduce and retransmit the exact same thing. Therefore, it becomes clear that there is an eavesdropper. However, a photon of a correspondent is generated by causing a strong light (optical pulse) to enter the input portion of the quantum cryptographic communication channel 1 or the Faraday mirror 130 in the quantum cryptographic transmission device 200 before being reflected, and extracting the reflected light. Secret information (here, for example, the amount of phase modulation)
A system attack method (sniffing) that reads out is possible. Figure 2
FIG. 6 is a diagram showing a state of an optical pulse. In FIG. 2, 2
Reference numeral 01a is an optical pulse output from the quantum cryptography receiving device 100 through the short optical path, and 201b is an optical pulse output from the quantum cryptography receiving device 100 through the long optical path. Further, in FIG. 2, 202a is an optical pulse after the eavesdropper has injected strong light (optical pulse) in synchronization with the optical pulse that has passed through the short optical path, and 202b is an optical pulse that has passed through the long optical path. This is an optical pulse after the eavesdropper has entered a strong light (optical pulse) in synchronization with the timing. Light pulse 202
a or 202b is the quantum cipher transmission device 200,
Confidential information is placed by the correspondent and the quantum cryptography transmission device 200 is output. The eavesdropper can use the light pulse 202a or 2
The confidential information is read from 02b. The remaining photons (optical pulses) from which the secret information has been read out are the quantum cryptography receiver 1
00 becomes a photon to be received. As a result, a strong light pulse is made incident by the malicious third party (eavesdropper) as described above, and the communication party (for example, the sender Alice, the recipient Bo)
There is a possibility that the phase modulation amount may be taken out while b) is not noticed at all. Therefore, the optical signal passing through the transmission line in the quantum cipher transmission device 200 is monitored 50
0, and based on the monitor information from the monitor 500, whether a light pulse of a certain intensity has come to the transmission line in the quantum cryptography transmission device 200, or a light (light pulse) having a intensity (high intensity) higher than expected. Interface circuit section 260 and computer 250
(This is an example of a wiretapping detection unit). In addition, the Faraday mirror 13 in the quantum cryptography transmission device 200
By inputting more optical pulses than the optical pulses generated by the photon generator 2 for a certain period into the input section before being reflected by 0, for example, the phase modulation timing of the phase modulator 120 is a pulse due to physical restrictions. In a realistic case where the width is larger than the width, if another pulse passes through the phase modulator 120 within the time of the phase modulation operation, the secret information (here, for example, the phase modulation here) carried on the photon of the correspondent is transmitted. A system attack method (eavesdropping) of reading the amount) is possible. As a result, a light pulse is made incident by the malicious third party (listener) as described above, and the communication person (for example, the sender Alice,
There is a possibility that the phase modulation amount may be extracted while the recipient Bob) does not notice it at all. FIG. 3 is a diagram showing a state of an optical pulse. In FIG. 3, 301a
Is a light pulse output from the quantum cryptography reception device 100 through the short optical path, and 301b is a light pulse output from the quantum cryptography reception device 100 through the long optical path. That is, the optical pulses 301a and 301b are the fixed pulse types (for example,
Double pulse). Further, in FIG. 3, 302a,
302b is a light pulse made incident by an eavesdropper.
The optical pulse 301a or 301b is transmitted by the quantum cryptography transmission device 2
At 00, secret information is put by the correspondent and the quantum cryptography transmission device 200 is output. Also, the light pulse 30
2a and 302b are, in the quantum cryptography transmission device 200,
In the case where the timing width for performing the phase modulation of the phase modulator 120 becomes larger than the pulse width due to physical restrictions, the light pulses 302a, 3a intentionally made incident by the eavesdropper.
If 02b is within the timing width of this phase modulation, the secret information is put by the correspondent and the quantum cipher transmission device 200 is output. The eavesdropper uses the light pulse 302a,
The secret information is read from 302b. Remaining photons from which confidential information has been read (optical pulses 301a and 301b)
Are photons that the quantum cipher receiving apparatus 100 should receive.
Therefore, the optical signal passing through the transmission path in the quantum cryptography transmission device 200 is monitored by the monitor 500, and the monitor 50
0 based on the monitor information of 0
On the transmission line in the above, the fixed pulse type (for example, two consecutive pulses at a predetermined time interval) output from the quantum cipher receiving device 100, or the number of light pulses larger than the number of light pulses generated in a certain period. The interface circuit unit 260 and the computer 250 check whether a pulse is incident.
(This is an example of a wiretapping detection unit). As a result, it is possible to prevent the extraction of information from anyone other than the communication party (eavesdropper). For example, the incident pulse width (for example, 50p
sec), the voltage application width of the phase modulation is large due to physical constraints (for example, several to several hundreds nse).
Even in the case of c) or in the ideal case where the voltage application width and the pulse width are the same, it is possible to prevent the information from being extracted from anyone other than the communication party (eavesdropper).
【００２０】ここで、図１において、モニタ５００は、
アッテネータ１１０と位相変調器１２０との間に設置さ
れているが、盗聴者が光（光パルス）を入射し、光（光
パルス）を取り出すまでの経路（光路）上であれば、ど
こに設置されてもよい。例えば、量子暗号送信装置２０
０内の光路上、又は量子暗号通信路１上であってもよ
い。Here, in FIG. 1, the monitor 500 is
Although it is installed between the attenuator 110 and the phase modulator 120, it is installed anywhere on the path (optical path) from when the eavesdropper enters light (optical pulse) and takes out the light (optical pulse). May be. For example, the quantum cryptography transmission device 20
It may be on the optical path within 0 or on the quantum cryptography communication path 1.
【００２１】実施の形態２．図４は、実施の形態２を示
す構成図である。図４において、６００は、狭帯域フィ
ルタ（光フィルタ部の一例である）である。本実施の形
態では、１対の量子暗号受信装置１００と量子暗号送信
装置２００との間で、例えば、インターフェース回路部
１６０，２６０間で同期をとっているため、図６に示し
たカプラ２０と光子検出器２１とを省略している。その
他の構成は図６と同様である。Embodiment 2. FIG. 4 is a configuration diagram showing the second embodiment. In FIG. 4, 600 is a narrow band filter (an example of an optical filter part). In the present embodiment, since the pair of quantum cryptography reception device 100 and the quantum cryptography transmission device 200 are synchronized with each other, for example, between the interface circuit units 160 and 260, the coupler 20 shown in FIG. The photon detector 21 is omitted. Other configurations are the same as those in FIG.
【００２２】また、動作は、実施の形態１と同様であ
る。ここで、本来、所定の周波数の光信号、または、所
定の周波数の光信号と所定の周波数とはかけ離れた周波
数の光信号を用いて光信号伝送を行なっている場合に
は、アッテネータ１１０により光子の数を減衰させるこ
とにより、量子暗号受信装置１００に光子が届く前に、
他者（盗聴者）が光子を取り出すことにより位相変調量
を取り出す（盗聴する）と量子暗号受信装置１００が受
信すべき光子が存在しなくなり、盗聴者が存在すること
が判明してしまうことになる。また、所定の周波数とは
かけ離れた周波数の光信号には、必要な情報が乗ってい
ないため、他者（盗聴者）が光子を取り出すことにより
位相変調量を取り出しても（盗聴しても）意味がない。
しかしながら、量子暗号送信装置２００におけるファラ
ディーミラー１３０で反射される前の入力部に所定の周
波数とはかけ離れたとはいえない周波数の異なる光（光
パルス）を入射させることにより、通信者の光子に載せ
ている秘密の情報（ここでは例えば位相変調量）を読み
出すシステム攻撃法（盗聴）が可能である。これによ
り、上記のような悪意の第三者（盗聴者）によって周波
数の異なる光パルスを入射されて、通信者（例えば送信
者Ａｌｉｃｅ、受信者Ｂｏｂ）が全く気づかない状態の
ままで、位相変調量を取り出されてしまう可能性があ
る。そこで、量子暗号送信装置２００の入力部に、広い
ブロック周波数を持つ狭帯域フィルタ６００を設置し、
所定の周波数域以外の周波数を有する光信号の通過を遮
断する。これにより、通信者以外（盗聴者）からの情報
の取り出しを防ぐことができる。The operation is similar to that of the first embodiment. Here, when the optical signal is originally transmitted using an optical signal of a predetermined frequency or an optical signal of a frequency different from a predetermined frequency, the attenuator 110 causes the photon to move. By attenuating the number of
When another person (eavesdropper) takes out (eavesdrops) the phase modulation amount by taking out the photon, the photon to be received by the quantum cryptography receiver 100 does not exist, and it becomes clear that there is an eavesdropper. Become. In addition, since the necessary information is not carried in the optical signal whose frequency is far from the predetermined frequency, even if the phase modulation amount is taken out by another person (the eavesdropper) by taking out the photon (even if it is eavesdropping). has no meaning.
However, when light (optical pulse) having a frequency different from the predetermined frequency is incident on the input part of the quantum cryptographic transmission device 200 before being reflected by the Faraday mirror 130, the photon of the correspondent is received. A system attack method (eavesdropping) that reads out the confidential information (for example, the amount of phase modulation in this case) is possible. As a result, the above-mentioned malicious third party (eavesdropper) injects optical pulses having different frequencies, and the phase modulation is performed in a state where the communication parties (for example, the sender Alice and the receiver Bob) are completely unaware. There is a possibility that the amount will be taken out. Therefore, a narrow band filter 600 having a wide block frequency is installed in the input unit of the quantum cryptography transmission device 200,
The passage of an optical signal having a frequency other than a predetermined frequency range is blocked. As a result, it is possible to prevent the extraction of information from anyone other than the communication party (eavesdropper).
【００２３】また、本実施の形態２は、実施の形態１と
共に実施してもよい。モニタ５００によりモニタできな
いような周波数の光を用いられた場合、または、インタ
ーフェース回路部２６０とコンピュータ２５０により検
出する検出できないような周波数の光を用いられた場合
にも、上記と同様に、通信者以外（盗聴者）からの情報
の取り出しを防ぐことができる。The second embodiment may be carried out together with the first embodiment. Even when light having a frequency that cannot be monitored by the monitor 500 is used, or light having a frequency that cannot be detected by the interface circuit unit 260 and the computer 250 is used, the same manner as described above is performed. It is possible to prevent the retrieval of information from other parties (listens).
【００２４】実施の形態３．図５は、実施の形態３を示
す構成図である。図５において、７００は、光量チェッ
ク部（光源光チェック部の一例である）である。本実施
の形態では、１対の量子暗号受信装置１００と量子暗号
送信装置２００との間で、例えば、インターフェース回
路部１６０，２６０間で同期をとっているため、図６に
示したカプラ２０と光子検出器２１とを省略している。
その他の構成は図６と同様である。Embodiment 3. FIG. 5 is a configuration diagram showing the third embodiment. In FIG. 5, reference numeral 700 denotes a light amount check unit (an example of a light source light check unit). In the present embodiment, since the pair of quantum cryptography reception device 100 and the quantum cryptography transmission device 200 are synchronized with each other, for example, between the interface circuit units 160 and 260, the coupler 20 shown in FIG. The photon detector 21 is omitted.
Other configurations are the same as those in FIG.
【００２５】また、、動作は、実施の形態１と同様であ
る。ここで、本来、送信者（Ａｌｉｃｅ）である量子暗
号送信装置２００側から情報がのった光パルスが量子暗
号通信路１を通って受信者（Ｂｏｂ）である量子暗号受
信装置１００側へ送信されるとき、アッテネータ１１０
により光子の数を減衰させることにより、量子暗号受信
装置１００に光子が届く前に、他者（盗聴者）が光子を
取り出すことにより位相変調量を取り出す（盗聴する）
と量子暗号受信装置１００が受信すべき光子が存在しな
くなり、盗聴者が存在することが判明してしまうことに
なる。しかしながら、量子暗号受信装置１００における
光子発生器２により発生する光信号である光子の量が光
子発生器２の不完全さ（ゆらぎ）から所定の強度より多
く発生してしまうことがあると、アッテネータ１１０に
より光子の数を減衰しきれず、通信者が複数の光子に秘
密の情報（ここでは例えば位相変調量）をのせてしま
い、これらの情報を読み出される（盗聴される）場合が
考えられる。これにより、悪意の第三者（盗聴者）によ
って、通信者（例えば送信者Ａｌｉｃｅ、受信者Ｂｏ
ｂ）が全く気づかない状態のままで、位相変調量を取り
出されてしまう可能性がある。そこで、量子暗号受信装
置１００における光子発生器２の出力側に、光量チェッ
ク部７００を設置し、所定の光子数以外の光子が発生さ
れていないか監視する。例えば、レーザー（光子発生器
２）を有する通信者（例えばＢｏｂ）の側で、レーザー
から光子を発した直後で出力を定期的にモニタし、光子
をシステム的に多めに出さないようにチェックする。こ
れにより、通信者以外（盗聴者）からの情報の取り出し
を防ぐことができる。また、システムとして、情報が付
加されて通信路（伝送路）を伝送される場合の光強度を
十分小さく（パルス当り光子１個、または、０．１個レ
ベル）設定するが、レーザーの不安定性さから、光強度
が大きくなってしまい安全性が保証できない状況にある
といった状況を解消することができる。The operation is similar to that of the first embodiment. Here, an optical pulse carrying information from the side of the quantum cryptographic transmission device 200 which is originally the sender (Alice) is transmitted to the side of the quantum cryptographic reception device 100 which is the receiver (Bob) through the quantum cryptography communication path 1. Attenuator 110
By attenuating the number of photons by, the photonics arrive at the quantum cryptography receiver 100, and then another person (the eavesdropper) takes out the photons to take out the phase modulation amount (tapping).
Then, the photon to be received by the quantum cipher receiving apparatus 100 does not exist, and it becomes clear that an eavesdropper exists. However, if the amount of photons, which is an optical signal generated by the photon generator 2 in the quantum cipher receiving apparatus 100, may exceed the predetermined intensity due to imperfections (fluctuations) of the photon generator 2, the attenuator may be generated. It is conceivable that the number of photons cannot be completely attenuated by 110 and the communicator puts secret information (here, for example, the amount of phase modulation) on a plurality of photons, and these information is read (eavesdropped). As a result, a malicious third party (eavesdropper) may cause a communication party (for example, the sender Alice, the recipient Bo)
There is a possibility that the phase modulation amount may be taken out while b) is not noticed at all. Therefore, a light amount check unit 700 is installed on the output side of the photon generator 2 in the quantum cryptography receiver 100, and monitors whether photons other than a predetermined number of photons are generated. For example, on the side of a correspondent (for example, Bob) having a laser (photon generator 2), the output is periodically monitored immediately after the photon is emitted from the laser, and it is checked that the number of photons is not systematically increased. . As a result, it is possible to prevent the extraction of information from anyone other than the communication party (eavesdropper). In addition, the system sets the light intensity when information is added and transmitted through the communication path (transmission path) to be sufficiently low (one photon or 0.1 level per pulse), but the laser instability is set. Therefore, it is possible to solve the situation where the light intensity becomes large and the safety cannot be guaranteed.
【００２６】また、本実施の形態３は、実施の形態１と
共に実施してもよい。これにより、光の強度をモニタす
るにおいて、強度の大きい光信号をモニタした場合に、
光子発生器２により発生された光信号ではなく、通信路
（伝送路）途中での光信号の入射（侵入）などかどうか
を区別、判断することができる。Further, the third embodiment may be carried out together with the first embodiment. As a result, in monitoring the intensity of light, when an optical signal of high intensity is monitored,
It is possible to distinguish and judge whether or not the optical signal generated by the photon generator 2 is incident (intruded) on the way of the communication path (transmission path).
【００２７】また、本実施の形態３は、実施の形態１と
実施の形態２と共に実施してもよい。これにより、よ
り、確実に通信者以外（盗聴者）からの情報の取り出し
を防ぐことができる。Further, the third embodiment may be carried out together with the first and second embodiments. As a result, it is possible to more reliably prevent the information from being extracted from anyone other than the correspondent (the eavesdropper).
【００２８】以上のように、量子暗号における量子暗号
方式及び装置は、、外部から入射してくる光パルスをモ
ニタする処理手段を備えたことを特徴とする。As described above, the quantum cryptography method and device in the quantum cryptography are characterized by including the processing means for monitoring the optical pulse incident from the outside.
【００２９】また、量子暗号における量子暗号方式及び
装置は、外部から入射してくる光パルスの入力部に決ま
った波長帯の光のみを通すような波長フィルタ処理手段
を備えたことを特徴とする。Further, the quantum cryptography method and device in the quantum cryptography are provided with a wavelength filter processing means for allowing only the light of a predetermined wavelength band to pass through the input part of the optical pulse incident from the outside. .
【００３０】また、量子暗号における量子暗号方式及び
装置は、光発振部で発振した光の強度を定期的にモニタ
して多く発振してしまうことを防ぐ処理手段を備えたこ
とを特徴とする。Further, the quantum cryptography system and device in the quantum cryptography are characterized by comprising processing means for periodically monitoring the intensity of the light oscillated by the optical oscillating section to prevent a large amount of oscillation.
【００３１】また、量子暗号における量子暗号方式及び
装置は、上記外部から入射してくる光パルスをモニタす
る処理手段と決まった波長帯の光のみを通すような波長
フィルタ処理手段とを同時に有することを特徴とする。Further, the quantum cryptography system and the apparatus in the quantum cryptography simultaneously have a processing means for monitoring the light pulse incident from the outside and a wavelength filter processing means for passing only light in a predetermined wavelength band. Is characterized by.
【００３２】また、量子暗号における量子暗号方式及び
装置は、上記外部から入射してくる光パルスをモニタす
る処理手段と光発振部で発振した光の強度を定期的にモ
ニタして多く発振してしまうことを防ぐ処理手段とを同
時に有することを特徴とする。Further, the quantum cryptography system and device in the quantum cryptography monitor the intensity of the light oscillated by the processing means for monitoring the light pulse incident from the outside and the optical oscillating unit and oscillate a lot. It is characterized in that it has a processing means for preventing it from happening simultaneously.
【００３３】また、量子暗号における量子暗号方式及び
装置は、上記外部から入射してくる光パルスをモニタす
る処理手段と決まった波長帯の光のみを通すような波長
フィルタ処理手段と光発振部で発振した光の強度を定期
的にモニタして多く発振してしまうことを防ぐ処理手段
とを同時に有することを特徴とする。Further, the quantum cryptography system and device in the quantum cryptography are a processing means for monitoring the optical pulse incident from the outside, a wavelength filter processing means for passing only light in a predetermined wavelength band, and an optical oscillation section. It is characterized by having at the same time a processing means for periodically monitoring the intensity of the oscillated light and preventing a large amount of oscillation.
【００３４】また、量子暗号における量子暗号方式及び
装置は、上記決まった波長帯の光のみを通すような波長
フィルタ処理手段と光発振部で発振した光の強度を定期
的にモニタして多く発振してしまうことを防ぐ処理手段
とを同時に有することを特徴とする。Further, the quantum cryptography method and device in the quantum cryptography periodically oscillates a lot of light by periodically monitoring the intensity of the light oscillated by the wavelength filter processing means and the optical oscillating section which allow only the light of the above-mentioned fixed wavelength band to pass. It is characterized by having at the same time a processing means for preventing this.
【００３５】以上のように、鏡などを使ったパッシブな
通信者が存在する量子暗号においては、パッシブな通信
者の内部に入射光モニタ部、波長フィルタ部を追加し、
また、光発生装置を所有する通信者の内部に光発生装置
後の光量モニタ部を追加することで、悪意の第三者（盗
聴者）によって強い光パルスを入射されて、通信者（例
えば送信者Ａｌｉｃｅ、受信者Ｂｏｂ）が気づかないま
まで、位相変調量を取り出せないようにすることができ
る。この結果、実システムの安全性が保証できるという
効果がある。As described above, in quantum cryptography in which a passive communicator using a mirror or the like exists, an incident light monitor section and a wavelength filter section are added inside the passive communicator.
In addition, by adding a light amount monitor unit after the light generating device to the inside of the correspondent who owns the light generating device, a strong light pulse is made incident by a malicious third party (eavesdropper), and the It is possible to prevent the phase modulation amount from being taken out without being noticed by the person Alice and the recipient Bob). As a result, there is an effect that the safety of the actual system can be guaranteed.
【００３６】また、上記実施の形態１，２，３は、量子
暗号システムに限られるわけではなく、情報を伝送する
光信号伝送システムにおいて、悪意の第三者（盗聴者）
による盗聴の防止、すなわち確実に安全性を保障するこ
とができる。The above-described first, second, and third embodiments are not limited to the quantum cryptography system, but in an optical signal transmission system for transmitting information, a malicious third party (eavesdropper).
It is possible to prevent wiretapping by, that is, to ensure the safety.
【００３７】[0037]
【発明の効果】本発明により、量子暗号システムにおい
て、悪意の第三者（盗聴者）による位相変調量の不正読
み取り（盗聴）の防止、すなわち確実に安全性を保障す
ることができるという効果がある。また、この発明は、
情報を伝送する光信号伝送システムにおいて、悪意の第
三者（盗聴者）による盗聴の防止、すなわち確実に安全
性を保障することができるという効果がある。As described above, according to the present invention, in the quantum cryptography system, it is possible to prevent illegal reading (eavesdropping) of the phase modulation amount by a malicious third party (eavesdropper), that is, to ensure the safety. is there. Further, the present invention is
In an optical signal transmission system for transmitting information, there is an effect that it is possible to prevent eavesdropping by a malicious third party (eavesdropper), that is, to ensure the safety.
【図１】 実施の形態１を示す構成図である。FIG. 1 is a configuration diagram showing a first embodiment.
【図２】 光パルスの状態を示す図である。FIG. 2 is a diagram showing a state of an optical pulse.
【図３】 光パルスの状態を示す図である。FIG. 3 is a diagram showing a state of an optical pulse.
【図４】 実施の形態２を示す構成図である。FIG. 4 is a configuration diagram showing a second embodiment.
【図５】 実施の形態３を示す構成図である。FIG. 5 is a configuration diagram showing a third embodiment.
【図６】 従来技術を示した図である。FIG. 6 is a diagram showing a conventional technique.
１ 量子暗号通信路、２ 光子発生器、３，４，２１
光子検出器、５，２０カプラ、６ サーキュレータ、
７，１２０ 位相変調器、８ 光ファイバ、９０ 偏光
ビームスプリッタ、１００ 量子暗号受信装置、１１０
アッテネータ、１３０ ファラディーミラー、１４０
偏光コントローラ、２００ 量子暗号送信装置、２０
１ａ，２０１ｂ，２０２ａ，２０２ｂ，３０１ａ，３０
１ｂ，３０２ａ，３０２ｂ 光パルス、５００ モニ
タ、６００ 狭帯域フィルタ、７００ 光量チェック
部、１６０，２６０ インターフェース回路部、１５
０，２５０ コンピュータ。1 quantum cryptography communication channel, 2 photon generator, 3, 4, 21
Photon detector, 5, 20 coupler, 6 circulator,
7,120 Phase modulator, 8 Optical fiber, 90 Polarization beam splitter, 100 Quantum cryptographic receiver, 110
Attenuator, 130 Faraday mirror, 140
Polarization controller, 200 Quantum cryptographic transmitter, 20
1a, 201b, 202a, 202b, 301a, 30
1b, 302a, 302b optical pulse, 500 monitor, 600 narrow band filter, 700 light quantity check unit, 160, 260 interface circuit unit, 15
0,250 computers.
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 安部 淳一 東京都千代田区丸の内二丁目２番３号 三 菱電機株式会社内 (72)発明者 竹内 繁樹 北海道札幌市北区北12条西６丁目 Ｆターム(参考） 5J104 AA04 AA05 5K002 AA01 AA03 BA02 BA04 BA05 BA21 CA15 DA05 EA05 FA01 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continued front page (72) Inventor Junichi Abe 2-3 2-3 Marunouchi, Chiyoda-ku, Tokyo Inside Ryo Electric Co., Ltd. (72) Inventor Shigeki Takeuchi 6-chome, Kita 12-jo Nishi, Kita-ku, Sapporo-shi, Hokkaido F-term (reference) 5J104 AA04 AA05 5K002 AA01 AA03 BA02 BA04 BA05 BA21 CA15 DA05 EA05 FA01
Claims (10)
モニタ部と、 上記光モニタ部によりモニタされた光信号に基づいて、
所定の基準により上記光信号の盗聴の有無を検出する盗
聴検出部とを備えたことを特徴とする光信号伝送装置。1. An optical monitor unit for monitoring an optical signal passing through a transmission line, and an optical signal monitored by the optical monitor unit,
An optical signal transmission device, comprising: an eavesdropping detection unit that detects the presence or absence of eavesdropping of the optical signal according to a predetermined standard.
調する位相変調方式を用いて量子暗号を生成する光信号
伝送装置において、 上記伝送路を通過する光信号の内、所定の周波数域以外
の周波数を有する光信号の通過を遮断する光フィルタ部
を備えたことを特徴とする光信号伝送装置。2. An optical signal transmission device for generating quantum cryptography using a phase modulation method for phase-modulating the phase of an optical signal passing through a transmission line, comprising: a predetermined frequency range of the optical signal passing through the transmission line. An optical signal transmission device comprising an optical filter unit that blocks passage of an optical signal having a frequency other than the above.
調する位相変調方式を用いて量子暗号を生成する光信号
伝送装置において、 上記伝送路を通過する光信号を発生する光信号発生部
と、 上記光信号発生部により発生された光信号を所定の基準
により監視する光源光チェック部とを備えたことを特徴
とする光信号伝送装置。3. An optical signal transmission device for generating a quantum cipher by using a phase modulation method for phase-modulating the phase of an optical signal passing through a transmission line, wherein an optical signal generation unit for generating an optical signal passing through the transmission line. And a light source light check unit for monitoring the light signal generated by the light signal generation unit according to a predetermined standard.
信号を入力し、 上記光モニタ部は、上記所定の強度の光信号をモニタ
し、 上記盗聴検出部は、上記光モニタ部によりモニタされた
上記光信号の強度を基準に上記光信号の盗聴の有無を検
出することを特徴とする請求項１記載の光信号伝送装
置。4. The optical signal transmission device inputs an optical signal of a predetermined intensity, the optical monitor unit monitors the optical signal of the predetermined intensity, and the eavesdropping detection unit uses the optical monitor unit. The optical signal transmission device according to claim 1, wherein the presence or absence of wiretapping of the optical signal is detected based on the intensity of the monitored optical signal.
信号を入力し、 上記光モニタ部は、上記所定の周期の光信号をモニタ
し、 上記盗聴検出部は、上記光モニタ部によりモニタされた
上記光信号の周期を基準に上記光信号の盗聴の有無を検
出することを特徴とする請求項１記載の光信号伝送装
置。5. The optical signal transmission device inputs an optical signal of a predetermined cycle, the optical monitor section monitors the optical signal of the predetermined cycle, and the eavesdropping detection section uses the optical monitor section. The optical signal transmission device according to claim 1, wherein the presence or absence of wiretapping of the optical signal is detected based on the period of the monitored optical signal.
りモニタされた上記光信号の一定期間内のパルスの数を
基準に上記光信号の盗聴の有無を検出することを特徴と
する請求項５記載の光信号伝送装置。6. The wiretapping detection unit detects the presence or absence of wiretapping of the optical signal based on the number of pulses of the optical signal monitored by the optical monitoring unit within a certain period. 5. The optical signal transmission device according to item 5.
モニタ部と、 上記光モニタ部によりモニタされた光信号に基づいて、
所定の基準により上記光信号の盗聴の有無を検出する盗
聴検出部とを有する第１の光信号伝送装置と、 上記伝送路を通過する光信号を発生する光信号発生部
と、 上記光信号発生部により発生された光信号を所定の基準
により監視する光源光チェック部とを有する第２の光信
号伝送装置とを備えたことを特徴とする光信号伝送シス
テム。7. An optical monitor unit for monitoring an optical signal passing through a transmission line, and an optical signal monitored by the optical monitor unit,
A first optical signal transmission device having an eavesdropping detection unit for detecting the presence or absence of wiretapping of the optical signal according to a predetermined standard, an optical signal generation unit for generating an optical signal passing through the transmission path, and the optical signal generation An optical signal transmission system, comprising: a second optical signal transmission device having a light source light check unit for monitoring the optical signal generated by the unit according to a predetermined standard.
モニタ部と、 上記光モニタ部によりモニタされた光信号に基づいて、
所定の基準により上記光信号の盗聴の有無を検出する盗
聴検出部と、 上記伝送路を通過する光信号の内、上記盗聴検出部によ
り検出できない上記所定の周波数域以外の周波数を有す
る光信号の通過を遮断する光フィルタ部とを有する第１
の光信号伝送装置と、 上記伝送路を通過する光信号を発生する光信号発生部
と、 上記光信号発生部により発生された光信号を所定の基準
により監視する光源光チェック部とを有する第２の光信
号伝送装置とを備えたことを特徴とする光信号伝送シス
テム。8. An optical monitor section for monitoring an optical signal passing through a transmission line, and an optical monitor section for monitoring an optical signal based on the optical signal monitored by the optical monitor section.
An eavesdropping detection unit that detects the presence or absence of eavesdropping of the optical signal according to a predetermined standard, and an optical signal that has a frequency other than the predetermined frequency range that cannot be detected by the eavesdropping detection unit among the optical signals that pass through the transmission path. A first filter having an optical filter section for blocking passage
An optical signal transmission device, an optical signal generation unit that generates an optical signal that passes through the transmission path, and a light source optical check unit that monitors the optical signal generated by the optical signal generation unit according to a predetermined standard. 2. An optical signal transmission system comprising the optical signal transmission device of 2.
モニタ工程と、 上記光モニタ工程によりモニタされた光信号に基づい
て、所定の基準により上記光信号の盗聴の有無を検出す
る盗聴検出工程とを備えたことを特徴とする光信号伝送
方法。9. An optical monitoring step of monitoring an optical signal passing through a transmission line, and wiretapping detection for detecting the presence or absence of wiretapping of the optical signal according to a predetermined standard based on the optical signal monitored by the optical monitoring step. An optical signal transmission method comprising the steps of:
光モニタ工程と、 上記光モニタ工程によりモニタされた光信号に基づい
て、所定の基準により上記光信号の盗聴の有無を検出す
る盗聴検出工程と、 上記伝送路を通過する光信号の内、上記盗聴検出工程に
より検出できない上記所定の周波数域以外の周波数を有
する光信号の通過を遮断する光フィルタ工程と、 上記伝送路を通過する光信号を発生する光信号発生工程
と、 上記光信号発生工程により発生された光信号を所定の基
準により監視する光源光チェック工程とを備えたことを
特徴とする光信号伝送方法。10. An optical monitoring step of monitoring an optical signal passing through a transmission line, and wiretapping detection for detecting the presence or absence of wiretapping of the optical signal according to a predetermined standard based on the optical signal monitored by the optical monitoring step. A step of: an optical signal passing through the transmission line, an optical filter step of blocking passage of an optical signal having a frequency other than the predetermined frequency range that cannot be detected by the wiretapping detection step, and a light passing through the transmission line. An optical signal transmission method comprising: an optical signal generating step of generating a signal; and a light source light check step of monitoring the optical signal generated by the optical signal generating step by a predetermined standard.
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