JP2007288694A - 秘匿通信システムおよびチャネル制御方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】センタノード10と光ファイバによって接続される複数のリモートノード1〜Nとの間で乱数K1〜KNを生成・共有し、共有乱数K1〜KNをそれぞれ暗号化鍵として各リモートノードとの間で暗号化通信を行う。センタノード10には、量子チャネルおよび古典チャネルに対応してスイッチ部101および103が設けられ、制御部105によりそれぞれ独立して切り替え制御される。
【選択図】図1
Description
1.1)システム構成
図1は本発明の第1実施形態による秘匿通信システムの概略的構成を示すブロック図である。ここでは、N個(複数)のリモートノード1〜Nのそれぞれが光ファイバによってセンタノード10に接続され、各リモートノードとセンタノード10との間で暗号鍵の生成、共有およびそれを用いた暗号化通信を行う。
図2は本発明の第1実施形態におけるセンタノードの制御部の鍵生成機能を示すブロック図である。センタノード10の制御部105は、センタノード10の全体的な動作を制御するが、特に本実施形態の鍵生成機能に即して言えば、鍵メモリ106に格納された各リモートノードに対応する鍵量を監視する鍵量モニタ107と、各リモートノードとの間での共有乱数を生成するための鍵生成制御部108とを含む。鍵生成制御部108は、鍵量モニタ107により監視される鍵量に基づいてスイッチ部101および103を制御する。なお、制御部105はプログラム制御プロセッサでもよく、図示しないメモリから読み出されたプログラムを実行することで、鍵量モニタ107および鍵生成制御部108と同等の機能やスイッチ部101および103の切り替え機能および暗号化/復号化の機能を実現することもできる。
図3は本実施形態におけるセンタノードの量子チャネル(a)および古典チャネル(b)の切替制御の一例を示すタイムチャートである。図3(a)に示すように、鍵生成制御部108は、スイッチ部101を制御することで、リモートノード1(Alice1)、リモートノード2(Alice2)、・・・リモートノードN(AliceN)のの順序で順次切り替えて量子チャネルユニット102に接続し、それぞれのリモートノードから微弱光信号を受信する。
次に、上記第1実施例をPlug & Play方式の量子暗号鍵配布(QKD)システムに適用した具体例を説明する。
次に、上記第2実施例を単一方向型量子暗号鍵配布(QKD)システムに適用した具体例を説明する。
上述した第1実施形態では複数のリモートノードとセンタノードとの間の1対多接続の場合を説明したが、本発明によれば、全てのリモートノードとセンタノードとの間で同じ暗号鍵を共有することにより多対多接続を実現することができる。
10 センタノード(Bob)
21 量子チャネルユニット
22 古典チャネルユニット
23 制御部
24 鍵メモリ部
101 スイッチ部
102 量子チャネルユニット
103 スイッチ部
104 古典チャネルユニット
105 制御部
106 鍵メモリ部
107 鍵量モニタ
108 鍵生成制御部
Claims (21)
- センタノードと複数のリモートノードの各々とが光ファイバによって接続され、各リモートノードと前記センタノードとの間に複数のチャネルが設定された秘匿通信システムにおいて、
前記センタノードは、各リモートノードに対応する前記複数のチャネルの各々について前記複数のリモートノード間で独立して切り替えるスイッチ手段を有し、
前記複数のリモートノードの各々と前記センタノードとの間で、暗号鍵として用いるための共有乱数の生成処理と暗号鍵を用いた暗号化通信処理とを前記複数のチャネルを用いて実行するために前記スイッチ手段の切替制御を行うことを特徴とする秘匿通信システム。 - 前記共有乱数生成処理のために使用するチャネルを前記複数のリモートノードの間で順次切り替えるように前記スイッチ手段を制御することを特徴とする請求項1に記載の秘匿通信システム。
- 前記複数のリモートノードの各々に対応する共有乱数の量に基づいて、前記共有乱数生成処理のために使用するチャネルを切り替えるように前記スイッチ手段を制御することを特徴とする請求項1に記載の秘匿通信システム。
- 前記共有乱数の生成速度に基づいて前記スイッチ手段を制御することを特徴とする請求項3に記載の秘匿通信システム。
- 前記共有乱数の消費速度に基づいて前記スイッチ手段を制御することを特徴とする請求項3に記載の秘匿通信システム。
- 前記共有乱数生成処理は量子暗号鍵配布技術により行うことを特徴とする請求項1−5のいずれか1項に記載の秘匿通信システム。
- 前記量子暗号鍵配布技術はPlug & Play型量子暗号技術であることを特徴とする請求項6に記載の秘匿通信システム。
- 前記量子暗号鍵配布技術は単一方向型量子暗号技術であることを特徴とする請求項6に記載の秘匿通信システム。
- 前記暗号化通信処理は、前記共有乱数から暗号化鍵を生成し、One-time pad暗号化により実行することを特徴とする請求項1−8のいずれか1項に記載の秘匿通信システム。
- 前記暗号化通信処理は、前記共有乱数から暗号化鍵を生成し、ブロック鍵暗号化によって実行することを特徴とする請求項1−8のいずれか1項に記載の秘匿通信システム。
- 複数のリモートノードの各々と光ファイバによって接続され、各リモートノードとの間に複数のチャネルが設定された秘匿通信装置において、
各リモートノードに対応する前記複数のチャネルの各々について別個に設けられ、前記複数のリモートノード間で切り替える複数のスイッチ手段と、
前記複数のリモートノードの各々との間で、暗号鍵として用いるための共有乱数の生成処理と暗号鍵を用いた暗号化通信処理とを前記複数のチャネルを用いて実行するために前記複数のスイッチ手段の各々を独立して切替制御する制御手段と、
を有することを特徴とする秘匿通信装置。 - 前記制御手段は、前記複数のリモートノードの各々に対応する共有乱数の量に基づいて、前記共有乱数生成処理のために使用するチャネルを切り替えるように前記複数のスイッチ手段を制御することを特徴とする請求項11に記載の秘匿通信装置。
- 前記制御手段は、前記共有乱数の生成速度に基づいて前記スイッチ手段を制御することを特徴とする請求項12に記載の秘匿通信装置。
- 前記制御手段は、前記共有乱数の消費速度に基づいて前記スイッチ手段を制御することを特徴とする請求項12に記載の秘匿通信装置。
- 前記暗号化通信処理は、前記共有乱数から暗号化鍵を生成し、One-time pad暗号化により実行することを特徴とする請求項11−14のいずれか1項に記載の秘匿通信装置。
- 前記暗号化通信処理は、前記共有乱数から暗号化鍵を生成し、ブロック鍵暗号化によって実行することを特徴とする請求項11−14のいずれか1項に記載の秘匿通信装置。
- 複数のリモートノードの各々と光ファイバによって接続され、各リモートノードとの間に複数のチャネルが設定された秘匿通信装置のチャネル制御方法において、
暗号鍵として用いるための共有乱数の生成処理と暗号鍵を用いた暗号化通信処理とを前記複数のチャネルを用いて実行するために、各リモートノードに対応する前記複数のチャネルの各々について独立して前記複数のリモートノードの間で切り替えることを特徴とする秘匿通信装置のチャネル制御方法。 - さらに、
前記複数のリモートノードの各々に対応する共有乱数の量を監視し、
前記共有乱数の量に基づいて前記共有乱数生成処理のために使用するチャネルを切り替える、
ことを特徴とする請求項17に記載の秘匿通信装置のチャネル制御方法。 - 前記暗号化通信処理は、共通暗号鍵を前記複数のリモートノードに設定し、前記複数のリモートノード間で実行することを特徴とする請求項17に記載の秘匿通信装置のチャネル制御方法。
- 複数のリモートノードの各々と光ファイバによって接続され、各リモートノードとの間に複数のチャネルが設定された秘匿通信装置の切替制御をコンピュータで実行するためのプログラムにおいて、
暗号鍵として用いるための共有乱数の生成処理と暗号鍵を用いた暗号化通信処理とを前記複数のチャネルを用いて実行するために、各リモートノードに対応する前記複数のチャネルの各々について独立して前記複数のリモートノードの間で切り替えるステップを有することを特徴とするプログラム。 - 前記複数のリモートノードの各々に対応する共有乱数の量を監視するステップと、
前記共有乱数の量に基づいて前記共有乱数生成処理のために使用するチャネルを切り替えるステップと、
を更に有することを特徴とする請求項20に記載のプログラム。
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