JP2013179443A - 通信方法及び通信システム - Google Patents

Abstract

【課題】 なりすましに対抗でき秘匿性の高い通信方法や通信システムを提供する。
【解決手段】 量子鍵配送装置により生成される共通乱数を量子鍵として用いて，レイヤ２スイッチに提供し，レイヤ２スイッチにおいて認証に用いられるＭＡＣアドレスをスイッチとホスト間で量子鍵により暗号化することで，認証能力や秘匿能を飛躍的に向上させる。
【選択図】図１

Description

本発明は，通信方法及び通信システムに関する。より詳しく説明すると，本発明は，ＭＡＣアドレスを量子鍵により暗号化した情報を認証に用いることで，なりすましに対して秘匿性を確保できる通信方法及び通信システムに関する。

現在，情報漏えいを防ぐために，情報を暗号化する方法や，不正アクセスを防止する方法といった対策が採られている。

特開２０１１−１８２２８３号公報（特許文献１）には，量子鍵を用いた秘匿性の高い通信システムが開示されている。

しかし，正規ユーザとして認証された端末からのユーザを偽装して不正にアクセスを行うなりすましに対し，現在のネットワーク機器では，十分に対応ができているとはいえない。特開２００２−２７１３１９号公報（特許文献２）には，センター装置と複数のホーム装置を接続したネットワーク上のセキュリティを保持するセキュリティシステムが開示されている。このシステムは，送り先及び送り元のＭＡＣアドレスを含むフレームを暗号化してネットワーク上の通信を行う。

特開２０１１−１８２２８３号公報 特開２００２−２７１３１９号公報

しかしながら，特許文献２に開示された方法でも，なりすましを効果的に防止することはできない。

そこで，本発明は，ネットワーク内部での認証を強化して，なりすましを効果的に阻止し，秘匿性の高い通信システムや通信方法を提供することを目的とする。

本発明は，ローカルエリアネットワーク内部や，ローカルネットワーク間をつなぐネットワークスイッチに安全な鍵を与えることで，ネットワーク内部での認証能力を高め，それによりなりすましを効果的に阻止し，秘匿性を高めることができるという知見に基づく。具体的に説明すると，本発明は，量子鍵配送装置により生成される共通乱数を量子鍵として用いて，レイヤ２スイッチに提供し，レイヤ２スイッチにおいて認証に用いられるＭＡＣアドレスをスイッチとホスト間で量子鍵により暗号化することで，認証能力や秘匿能を飛躍的に向上させることができるという知見に基づく。

本発明の第１の側面は，量子鍵を用いてＭＡＣアドレスを暗号化する通信方法に関する。この方法は，量子鍵配送装置１１と，スイッチ装置１２と，第１のホスト端末１３と，第２のホスト端末１４とを含む通信システムを用いた通信方法である。スイッチ装置１２は，量子鍵配送装置１１から量子鍵を入手する。次に，スイッチ装置１２は，第１のホスト端末１３及び第２のホスト端末１４の認証を行い，それぞれのＭＡＣアドレスを取得する。そして，スイッチ装置１２は，第１のホスト端末１３及び第２のホスト端末１４へ量子鍵を配布する。第１のホスト端末１３は，量子鍵を受け取る。そして，第１のホスト端末１３は，送信するパケットに含まれる第１のホスト端末１３のＭＡＣアドレスを，量子鍵に対応した暗号化鍵を用いて暗号化する。この暗号化鍵は，パケットごとに生成される。この暗号化鍵は，例えば，量子鍵から暗号化に必要な量のデータを抽出したものである。スイッチ装置１２は，第１のホスト端末１３からパケットを受信し，第１のホスト端末１３のＭＡＣアドレスを復号化する。そして，復号化したＭＡＣアドレスを用いてＭＡＣアドレスが正しいか否か認証を行う。

この方法は，量子鍵を用いて暗号化したＭＡＣアドレスを用いて認証を行うため，なりすましを防止し，秘匿性の高い通信を行うことができる。本明細書における量子鍵は，量子鍵配送装置により生成される量子鍵であってもいし，量子鍵配送装置の一部に含まれる真正乱数発生機又は擬似乱数発生機で生成した共通乱数などの鍵であってもよい。

第１の側面の好ましい態様は，スイッチ装置１２がＭＡＣアドレスを取得する際に，第１のホスト端末１３のＩＰアドレスも取得するものである。そして，第１のホスト端末１３は，送信するパケットに含まれる第１のホスト端末１３のＩＰアドレスも更に量子鍵を用いて暗号化する。スイッチ装置１２は，第１のホスト端末１３のＭＡＣアドレスを復号化する際に，第１のホスト端末１３のＩＰアドレスも復号化する。そして，スイッチ装置１２は，ＭＡＣアドレスの認証を行った後に，復号化したＩＰアドレスが第１のホスト端末１３のＩＰアドレスであるかについての認証を更に行う。

この態様では，ＭＡＣアドレスの認証に加えてＩＰアドレスをも認証に用いるため，なりすましを効果的に防止でき，秘匿性を更に高めることができる。

本発明の第２の側面は，第１の側面に関する通信方法を実現する通信システムに関する。このシステムは，量子鍵配送装置１１と，スイッチ装置１２と，第１のホスト端末１３と，第２のホスト端末１４とを含む。量子鍵配送装置１１は，量子鍵を配送するため装置である。スイッチ装置１２は，量子鍵配送装置１１と情報を授受できるように接続される装置である。第１のホスト端末１３及び第２のホスト端末１４は，スイッチ装置１２と情報を授受できるように接続される端末である。

スイッチ装置１２は，量子鍵配送装置１１から量子鍵を入手するための手段を有する。スイッチ装置１２は，第１のホスト端末１３及び第２のホスト端末１４の認証を行い，それぞれのＭＡＣアドレスを取得するための手段を有する。スイッチ装置１２は，第１のホスト端末１３及び第２のホスト端末１４へ量子鍵を配布するための手段を有する。スイッチ装置１２は，第１のホスト端末１３からパケットを受信し，第１のホスト端末１３のＭＡＣアドレスを復号化し，ＭＡＣアドレスの認証を行うための手段を有する。

第１のホスト端末１３は，送信するパケットに含まれる第１のホスト端末１３のＭＡＣアドレスを，量子鍵に対応したパケットごとに生成される暗号化鍵を用いて暗号化するための手段を有する。

上記の要素を有するため，本発明の通信システムは，先に説明したなりすましを効果的に防止し，秘匿性の高い通信を達成できる。

第２の側面の好ましい態様は，スイッチ装置１２が，第１のホスト端末１３のＩＰアドレスを取得するための手段と，第１のホスト端末１３のＩＰアドレスを復号化するための手段と，復号化したＩＰアドレスが第１のホスト端末１３のＩＰアドレスであるかについての認証を行うための手段とを更に有する。そして，第１のホスト端末１３が，送信するパケットに含まれる第１のホスト端末１３のＩＰアドレスを量子鍵を用いて暗号化するための手段をさらに有する。

上記の要素を有するため，この通信システムは，ＭＡＣアドレスの認証に加えてＩＰアドレスをも認証に用いるため，なりすましを効果的に防止でき，秘匿性を更に高めることができる。

本発明は，量子鍵で暗号化したＭＡＣアドレスを用いてデータリンク層レベルでの認証を行うため，ネットワーク内部での認証を強化して，なりすましを効果的に阻止し，秘匿性の高い通信システムや通信方法を提供できる。

図１は，本発明の通信システムを説明するための概念図である。 図２は，本発明の通信方法を説明するためのフローチャートである。 図３は，暗号化鍵の生成方法を示す概念図である。 図４は，第１のホスト端末における暗号化の例を示す概念図である。

以下，図面に基づいて本発明を説明する。本発明は，以下の説明に限定されるものではなく，当業者に自明な範囲で適宜修正したものも含まれる。

図１は，本発明の通信システムを説明するための概念図である。図１に示されるように，このシステムは，量子鍵配送装置１１と，スイッチ装置１２と，第１のホスト端末１３と，第２のホスト端末１４とを含む。各要素は，無線又は有線などにより情報を授受できるように接続される。

このシステムに用いられる各要素は，通常のコンピュータが有する要素を適宜有している。通常のコンピュータが有する要素の例は，入力部，出力部，演算部，制御部及び記憶部である。そして，各装置は，各指令をハードウェアによって実現してもよい。また，例えば，記憶媒体やメインメモリに記憶されたプログラムからの指令に基づき，適宜記憶部に記憶された情報を読み出し，演算部で演算を行って，各指令を実現してもよい。

量子鍵配送装置１１は，量子鍵を配送するため装置である。量子鍵配送装置は，量子鍵を発生させ，所定の装置へ向けて送信できるものであればよい。量子鍵配送装置の例は，特開２０１１−１８２２８３号公報（特許文献１）に開示されたものや，特開２００８−２０５９９３号公報，特開２００７−３１８４４５号公報，及び特開２０１２−４９５５号公報に開示されたものである。このように既に知られているため，本発明においては，公知の量子鍵配送装置を適宜用いることができる。また，量子鍵を乱数として用いて，情報を暗号化する方法も公知である。

特開２００８−２０５９９３号公報に開示された量子暗号装置は，非対称マッハツェンダー干渉計（ＡＭＺＩ）を用いた量子暗号装置である。この量子暗号装置は，偏波モードとタイムビン（ｔｉｍｅ−ｂｉｎ）モードの最大縺れ状態を達成することができる。この量子暗号装置は，主にタイムビンパルスの自由度に情報を載せてファイバなどの伝送路を伝搬させるものである。この量子鍵配送装置の動作原理は，特開２００８−２０５９９３号公報に開示されている。このため，当業者であれば，この公報に基づいて本発明において用いられる量子鍵配送装置を得ることができる。

特開２００７−３１８４４５号公報に開示された量子鍵配送装置は，量子もつれ光子対を生成する光源と，生成された量子もつれ光子対を，その中心周波数において高周波帯と低周波帯の２つの帯域に分離するバンド分離フィルタを有するものがあげられる。この装置は，分離された高周波数帯の光を受信する第１の通信装置であって、高周波帯の光を複数の波長チャネルに分割し、各波長チャネルにおいて高周波帯の光を測定する装置を有する。さらに，この装置は分離された低周波数帯の光を受信する第２の通信装置であって、低周波帯の光を複数の波長チャネルに分割し、各波長チャネルにおいて低周波帯の光を測定する装置を有する。この量子鍵配送装置の動作原理は，特開２００７−３１８４４５号公報に開示されている。このため，当業者であれば，この公報に基づいて本発明において用いられる量子鍵配送装置を得ることができる。

特開２０１２−４９５５号公報に開示された量子鍵配送装置は，波長の異なる２種の光子対を発生させ，それぞれを非対称マッハツェンダー干渉計に入射させてタイムビン（ｔｉｍｅ−ｂｉｎ）縺れ状態とする。そして，２種の波長を有する光子対は，それぞれ光ファイバ伝送に適した波長と，自由空間伝送及び光子検出に適した波長とする。この量子鍵配送システムは，２種の波長を有する縺れ光子対を複数組用いて，スワッピングを行うことで，長距離間における量子鍵配送（ＱＫＤ）を達成することができるというものである。この量子鍵配送装置の動作原理は，特開２０１２−４９５５号公報に開示されている。このため，当業者であれば，この公報に基づいて本発明において用いられる量子鍵配送装置を得ることができる。

本明細書における量子鍵は，量子鍵配送装置により生成される量子鍵であってもいし，量子鍵配送装置が真正乱数発生機又は擬似乱数発生機を含み，これらの乱数発生機で生成した共通乱数などの鍵であってもよい。

スイッチ装置１２は，量子鍵配送装置１１と情報を授受できるように接続される装置である。スイッチ装置１２の例は，レイヤ２スイッチ又はレイヤ２スイッチを含むスイッチ装置である。レイヤ２スイッチは，ネットワークの中継機器の一つであり，データリンク層(第２層)のデータでパケットの行き先を判断して転送を行うものである。スイッチ装置１２は，レイヤ２スイッチ機能のほかに，レイヤ３スイッチ機能をも有するものであってもよい。レイヤ３スイッチは，ネットワーク層においてパケットの送信先アドレスを振り分け，パケット交換を行うスイッチ装置である。すなわち，本発明の好ましい例は，ＭＡＣアドレスのみならずＩＰアドレスをも用いて認証を行い，データの転送を行うものである。

第１のホスト端末１３及び第２のホスト端末１４は，スイッチ装置１２と情報を授受できるように接続される端末である。端末の例は，イントラネットやインタネットに接続されたコンピュータである。端末の別の例は，携帯端末である。

図２は，本発明の通信方法を説明するためのフローチャートである。図中，Ｓはステップ（工程）を意味する。

スイッチ装置（ウェブ）認証工程（ステップ１０１）
スイッチ装置１２は，量子鍵配送装置１１から量子鍵を入手するため，量子鍵配送装置１１に対し認証を要求する。この場合，スイッチ装置１２は，記憶部から量子鍵配送装置１１のアドレスを含む量子鍵配送装置１１に関する情報や，認証に必要な情報を読み出す。そして，スイッチ装置１２は，読みだした情報を送信部から送信する。この際，スイッチ装置１２は，例えばＨＴＴＰＳ形式にて認証要求を送信する。

量子鍵配送装置１１の入力部は，スイッチ装置１２からの認証要求を受信する。量子鍵配送装置１１の制御部は，制御プログラムに従い，スイッチ装置１２が量子鍵を送信する相手であるか否かの認証を行う。この際の認証方法は公知である。よって，量子鍵配送装置１１は，公知の方法に従って，認証を行えばよい。

量子鍵入手工程（ステップ１０２）
上記の認証が終わった後に，量子鍵配送装置１１の制御部は，記憶部から所定の情報を読み出して，演算部に，量子鍵を生成するための演算を行うよう指令を出す。制御部は，生成された量子鍵又は量子鍵を生成するための方法に関する情報を記憶部に一時的に記憶させる。そして，量子鍵配送装置１１は，その出力部から，スイッチ装置１２へ量子鍵を送信する。スイッチ装置１２の入力部は，量子鍵配送装置１１から送信された量子鍵を受け取る。そして，スイッチ装置１２は，その記憶部に受け取った量子鍵を一時的に記憶する。このようにして，スイッチ装置１２は，量子鍵を入手する。

ホスト端末認証工程（ステップ１０３）
例えば，第１のホスト端末１３が第２のホスト端末１４と情報の交換を行う場合，スイッチ装置１２は，第１のホスト端末１３及び第２のホスト端末１４の認証を行う。この場合，例えば，スイッチ装置１２が，第１のホスト端末１３から第２のホスト端末１４と情報の交換を行うという情報を受け取る。すると，スイッチ装置１２は，第１のホスト端末１３及び第２のホスト端末１４と固定経路によるＨＴＴＰＳ形式にて認証要求を送信する。認証要求を受け取った第１のホスト端末１３及び第２のホスト端末１４から認証に必要な情報を受け取る。そのうえで，スイッチ装置１２は，記憶部に記憶していた第１のホスト端末１３及び第２のホスト端末１４に関する情報と，受け取った認証に必要な情報とを照合する。このようにして，スイッチ装置１２は，第１のホスト端末１３及び第２のホスト端末１４の認証を行う。認証に必要な情報の例は，第１のホスト端末１３及び第２のホスト端末１４のＩＰアドレスである。なお，本発明では，認証に必要な情報として，第１のホスト端末１３及び第２のホスト端末１４のＭＡＣアドレスを用いてもよいし，ＩＰアドレスとＭＡＣアドレスの両方を用いてもよい。

ＭＡＣアドレス取得工程（ステップ１０４）
スイッチ装置１２が，第１のホスト端末１３及び第２のホスト端末１４の認証に成功した場合，スイッチ装置１２は第１のホスト端末１３及び第２のホスト端末１４のＭＡＣアドレスを取得する。

例えば，先の工程で，スイッチ装置１２が，第１のホスト端末１３及び第２のホスト端末１４からＩＰアドレスとＭＡＣアドレスとを入手し，記憶したＩＰアドレスを認証用に用いて，認証に成功した場合，一時的に記憶した第１のホスト端末１３及び第２のホスト端末１４のＭＡＣアドレスを正式に第１のホスト端末１３及び第２のホスト端末１４のＭＡＣアドレスとしてもよい。このようにして，スイッチ装置１２は，第１のホスト端末１３及び第２のホスト端末１４のＭＡＣアドレスを取得する。すなわち，ホスト端末認証工程とＭＡＣアドレス取得工程とは同時に行われてもよい。

また，ホスト端末認証工程において認証が成功した場合に，スイッチ装置１２が，改めて第１のホスト端末１３及び第２のホスト端末１４にＭＡＣアドレスを提供するよう要求してもよい。このような要求は，スイッチ装置１２の出力部から第１のホスト端末１３及び第２のホスト端末１４に送信される。そして，ＭＡＣアドレス要求を受け取った第１のホスト端末１３及び第２のホスト端末１４は，それぞれの記憶部からそれぞれのＭＡＣアドレスを読み出して，スイッチ装置１２へ送信してもよい。第１のホスト端末１３及び第２のホスト端末１４のＭＡＣアドレスを受け取ったスイッチ装置１２は，これらの情報を記憶部に記憶する。このようにしても，スイッチ装置１２は第１のホスト端末１３及び第２のホスト端末１４のＭＡＣアドレスを取得できる。

量子鍵配布工程（ステップ１０５）
スイッチ装置１２は，第１のホスト端末１３及び第２のホスト端末１４へ量子鍵を配布する。例えば，スイッチ装置１２は，記憶部から量子鍵を読み出す。そして，スイッチ装置１２は，読みだした量子鍵を出力部から第１のホスト端末１３及び第２のホスト端末１４へ向けて出力する。第１のホスト端末１３は，その量子鍵を受け取る。そして，第１のホスト端末１３は，受け取った量子鍵を記憶部に記憶する。一方，第２のホスト端末１４も量子鍵を受け取り，その記憶部に受け取った量子鍵を記憶する。このようにして，スイッチ装置１２は，第１のホスト端末１３及び第２のホスト端末１４へ量子鍵を配布する。量子鍵は，例えばＳＳＬ暗号化通信により秘密の状態で送信されることが望ましい。

暗号化工程（ステップ１０６）
第１のホスト端末１３は，送信するパケットに含まれる第１のホスト端末１３のＭＡＣアドレスを，量子鍵に対応した暗号化鍵を用いて暗号化する。この暗号化鍵は，パケットごとに生成される。たとえば，第１のホスト端末１３は，量子鍵に対応した暗号化鍵を複数生成し，記憶部に記憶する。この暗号化鍵は，いずれも量子鍵を用いて復号できる鍵である。そして，第１のホスト端末１３は，パケットごとに暗号化鍵を記憶部から読み出し，読みだした暗号化鍵を用いてＭＡＣアドレス又はＭＡＣアドレスを含む部分を暗号化する。なお，一度使用した暗号化鍵は記憶部から消去するようにしてもよい。量子鍵を用いて暗号化鍵を作成する方法は公知であるから，公知の方法を用いて暗号化鍵を作成すればよい。

図３は，暗号化鍵の生成方法を示す概念図である。図３に示されるように，第１のホスト端末１３は，記憶部が記憶する量子鍵からレベル２ヘッダ部に相当する長さ部分のみを抽出して暗号化鍵としてもよい。そして，第１のホスト端末１３は，読みだした量子鍵から，暗号化鍵として用いる部分を削除する演算処理を行い，残りの部分を改めて記憶部に記憶させてもよい。そして，次回パケットを暗号化する際には，記憶部から改めて量子鍵（の一部）を読み出して，レベル２ヘッダ部に相当する長さ部分のみを得て，暗号化鍵としてもよい。このように，量子鍵を暗号化鍵に必要な文ずつ利用することで，パケットごとに異なる暗号鍵を容易に生成できる。

すなわち，本発明の好ましい態様は，第１のホスト端末１３が量子鍵を記憶部から読み出して，暗号化するレベル２ヘッダ部（ＭＡＣアドレス）に必要な分のみを取り出して，暗号化鍵とするものである。たとえば，１つのＭＡＣアドレスが６バイトである場合，２つのＭＡＣアドレスに相当する１２バイト部分を量子鍵から抽出し，暗号化鍵とする。このように量子鍵から暗号化鍵を生成する方法は，ホスト端末及びスイッチ装置間で共有されていることが好ましい。すると，ホスト端末とスイッチ装置間で，その方法を用いて，パケットごとに用いられる暗号化鍵を生成し，暗号化と復号化とを行うことができることとなる。そして，読みだした量子鍵から，暗号化鍵に用いた部分を取り除き，取り除いた（短くなった）量子鍵を改めて記憶部に記憶するものである。このようにして，パケットごとに異なる暗号鍵であって，量子鍵によって復号化できるものを生成できる。

図４は，第１のホスト端末における暗号化の例を示す概念図である。図４に示されるように，パケットは情報を示す部位（ペイロード）と，宛先等を示すヘッダとを有する。そして，例えば，ヘッダには，送信元である第１のホスト端末のＭＡＣアドレス及び宛先である第２のホスト端末のＭＡＣアドレスを記憶するレベル２ヘッダ部が含まれる。本発明は，たとえば，レベル２ヘッダ部（第１のホスト端末のＭＡＣアドレス及び宛先である第２のホスト端末のＭＡＣアドレス）を，暗号化鍵を用いて暗号化する。たとえば，レベル２ヘッダ部に含まれるＭＡＣアドレスと暗号化鍵とをＸＯＲ演算することで，ＭＡＣアドレスを暗号化できる。なお，レベル２ヘッダのみならず，ＩＰアドレスが含まれるレベル３ヘッダをも合わせて暗号化してもよい。また，レイヤ２スイッチの他にレイヤ３スイッチを設けて，レベル２ヘッダとレベル３ヘッダを別々に暗号化してもよい。

暗号化したＭＡＣアドレスを含むパケットは，第１のホスト端末の出力部からスイッチ装置１２へ出力される。

ＭＡＣアドレス認証工程（ステップ１０７）
スイッチ装置１２は，第１のホスト端末１３から送信されたパケットを受信する。スイッチ装置１２は，パケットに含まれるアドレスを解析する。この際，たとえば，暗号化されたＭＡＣアドレスを記憶部に一時的に記憶する。そして，スイッチ装置１２は，例えば第１のホスト端末１３と同様にして量子鍵から，必要な部分を抽出する。たとえば，スイッチ装置１２が，第１のホスト端末１３から最初にパケットを受け取った場合は，量子鍵の最初の部分から１２バイト部分を読み出して，復号化に用いる鍵とする。この復号化鍵を用いることで，第１のホスト端末１３及び第２のホスト端末１４のＭＡＣアドレスを復号化できる。そして，スイッチ装置１２は，復号化したＭＡＣアドレスを用いてＭＡＣアドレスが正しいか否か認証を行う。この際，スイッチ装置１２は，記憶部に第１のホスト端末１３及び第２のホスト端末１４のＭＡＣアドレスを記憶しているため，記憶したＭＡＣアドレスを読み出して，読みだしたＭＡＣアドレスと復号化したＭＡＣアドレスとが一致するか否かの演算を行う。このようにして，量子鍵により暗号化されたＭＡＣアドレスを用いた認証を行うことができる。

ＩＰアドレスの認証工程（ステップ１０８）
例えば，パケットには，第１のホスト端末１３のＩＰアドレスが含まれている。この場合，スイッチ装置１２は，記憶部にあらかじめ第１のホスト端末１３のＩＰアドレスを記憶している。そこで，スイッチ装置１２は，上記のＭＡＣアドレス認定工程の後，又はその工程の前に，ＩＰアドレスを用いた認証を行ってもよい。このＩＰアドレスは，ＭＡＣアドレスと同様の方法で暗号化されてもよいし，暗号化されていなくてもよい。スイッチ装置１２は，記憶部から第１のホスト端末のＩＰアドレスを読み出す。そして，スイッチ装置１２は，演算部に対し，読みだしたＩＰアドレスとパケットに含まれる（又は復号された）ＩＰアドレスとが一致するか否か判断する演算を行わせる。このようにして，ＩＰアドレスの認証を行うことができる。

上記の認証が成功したパケットは，スイッチ装置１２から，第２のホスト端末１４へと送信される。このようにして，なりすましを防ぐことができ，秘匿性の高い通信を行うことができる。

外部からのなり済ましがあった場合を検証する。この場合，仮にＩＰアドレス（又はＭＡＣアドレス）が漏えいしたとする。そして，攻撃者が，その漏えいしたＩＰアドレス（やＭＡＣアドレス）を用いて，あるホスト端末になりすまし，イントラネット内の別のホスト端末と情報交換をしようとしたとする。すると，すくなくとも通信に用いたパケットにおけるＭＡＣアドレスが，本発明の方法により暗号化されたものではないため，スイッチ装置がＭＡＣアドレスの認証を行って，攻撃者を見破ることができる。また，量子鍵を入手することや，パケットごとに異なる量子化鍵を攻撃者が見出すことは不可能であるため，本発明は，高い秘匿性を発揮できる。量子鍵配送装置は，量子鍵（ＱＫＤ）生成装置又は乱数発生装置と鍵管理エージェント端末とを含んでいてもよい。そして，鍵管理エージェント端末は，許可されたユーザ端末やＬ２スイッチ（及びＬ３スイッチ）に対して，Ｌ２認証用の鍵をＨＴＴＰＳにて供給してもよい。ユーザ端末とＬ２スイッチ間は，Ｌ２ヘッダを上記したように暗号化したものを用いて認証を行う。

次に，イントラネットで接続される内部のホスト端末から情報漏えいに関する攻撃があった場合を想定する。特に，送信元のＩＰアドレスを偽装する攻撃（ＩＣＭＰダイレクト攻撃）を想定する。この例では，レベル２スイッチ（Ｌ２ＳＷ）に，ホストＡ〜Ｄの４つのホスト端末を含む端末が接続されている。そして，それぞれの端末は，Ｌ２ＳＷのポートに接続されている。たとえば，ポート１に接続されるホスト端末Ｄの，ＭＡＣアドレスがＭＡＣ−Ｄであり，ＩＰアドレスがＩＰ−Ｄであったとする。そして，この端末Ｄが，端末ＣのＩＰアドレスＩＰ−Ｃを入手し，ホスト端末Ｃになり済ましたとする。そして，端末Ｄが，ＭＡＣアドレスを暗号化し，端末Ｃになり済まして，ホスト端末Ａと情報交換を行おうとしたとする。すると，Ｌ２ＳＷは，ＭＡＣアドレスを復号し，送信元のＭＡＣアドレスが端末ＤのＭＡＣアドレスであることを把握する。そして，Ｌ２ＳＷは，端末ＤのＭＡＣアドレス（ＭＡＣ−Ｄ）と関連させて端末ＤのＩＰアドレス（ＩＰ−Ｄ）を記憶している。このため，Ｌ２ＳＷは，パケットに含まれているＭＡＣアドレスとＩＰアドレスとが一致しないと判断できる。このようにして，本発明は，あるイントラネット内の端末を乗っ取ったなりすまし攻撃をも防ぐことができる。

本発明は，情報通信の分野にて利用され得る。

１ 通信システム；
１１ 量子鍵配送装置； １２ スイッチ装置； １３ 第１のホスト端末； １４ 第２のホスト端末

Claims (6)

1. 量子鍵又は共通乱数を配送するための量子鍵配送装置（１１）と，
   前記量子鍵配送装置（１１）と情報を授受できるように接続されるスイッチ装置（１２）と，
   前記スイッチ装置（１２）と情報を授受できるように接続される第１のホスト端末（１３）と，
   前記スイッチ装置（１２）と情報を授受できるように接続される第２のホスト端末（１４）とを含む通信システムを用いた通信方法であって、
   前記スイッチ装置（１２）が，前記量子鍵配送装置（１１）から量子鍵を入手する工程と，
   前記スイッチ装置（１２）が，前記第１のホスト端末（１３）及び前記第２のホスト端末（１４）の認証を行い，それぞれのＭＡＣアドレスを取得する工程と，
   前記スイッチ装置（１２）が，前記第１のホスト端末（１３）及び前記第２のホスト端末（１４）へ前記量子鍵又は共通乱数を配布する工程と，
   前記第１のホスト端末（１３）が，送信するパケットに含まれる第１のホスト端末（１３）のＭＡＣアドレスを，前記量子鍵又は共通乱数に対応したパケットごとに生成される暗号化鍵を用いて暗号化する工程と，
   前記スイッチ装置（１２）が前記第１のホスト端末（１３）からパケットを受信し，前記第１のホスト端末（１３）のＭＡＣアドレスを復号化し，ＭＡＣアドレスの認証を行う工程と，
   を含む，方法。
2. 請求項１に記載の方法であって，
   前記スイッチ装置（１２）がＭＡＣアドレスを取得する際に，前記第１のホスト端末（１３）のＩＰアドレスも取得し，
   前記第１のホスト端末（１３）は，前記送信するパケットに含まれる第１のホスト端末（１３）のＩＰアドレスも更に前記量子鍵を用いて暗号化し，
   前記スイッチ装置（１２）は，第１のホスト端末（１３）のＭＡＣアドレスを復号化する際に，前記第１のホスト端末（１３）のＩＰアドレスも復号化し，
   前記スイッチ装置（１２）は，ＭＡＣアドレスの認証を行った後に，前記復号化したＩＰアドレスが前記第１のホスト端末（１３）のＩＰアドレスであるかについての認証を更に行う，
   方法。
3. 請求項１に記載の方法であって，前記量子鍵配送装置（１１）は，前記量子鍵を配送するものである，方法。
4. 請求項３に記載の方法であって，前記暗号化鍵は，前記量子鍵のうち暗号化に必要な部分である，方法。
5. 量子鍵を配送するための量子鍵配送装置（１１）と，
   前記量子鍵配送装置（１１）と情報を授受できるように接続されるスイッチ装置（１２）と，
   前記スイッチ装置（１２）と情報を授受できるように接続される第１のホスト端末（１３）と，
   前記スイッチ装置（１２）と情報を授受できるように接続される第２のホスト端末（１４）とを含む通信システム（１）であって、
   前記スイッチ装置（１２）は，
   前記量子鍵配送装置（１１）から量子鍵を入手するための手段と，
   前記第１のホスト端末（１３）及び前記第２のホスト端末（１４）の認証を行い，それぞれのＭＡＣアドレスを取得するための手段と，
   前記第１のホスト端末（１３）及び前記第２のホスト端末（１４）へ前記量子鍵を配布するための手段と，
   前記第１のホスト端末（１３）からパケットを受信し，前記第１のホスト端末（１３）のＭＡＣアドレスを復号化し，ＭＡＣアドレスの認証を行うための手段と，
   を有し，
   前記第１のホスト端末（１３）は，
   送信するパケットに含まれる第１のホスト端末（１３）のＭＡＣアドレスを，前記量子鍵に対応したパケットごとに生成される暗号化鍵を用いて暗号化するための手段を有する，
   システム。
6. 請求項５に記載のシステムであって，
   前記スイッチ装置（１２）は，
   前記第１のホスト端末（１３）のＩＰアドレスを取得するための手段と，
   前記第１のホスト端末（１３）のＩＰアドレスを復号化するための手段と，
   前記復号化したＩＰアドレスが前記第１のホスト端末（１３）のＩＰアドレスであるかについての認証を行うための手段とを更に有し，
   前記第１のホスト端末（１３）は，
   前記送信するパケットに含まれる第１のホスト端末（１３）のＩＰアドレスを前記量子鍵を用いて暗号化するための手段をさらに有する，
   システム。
   
   
   

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