JP2017533672A5 - - Google Patents

Claims (27)

1. 量子鍵配信の方法であって、
   複数の量子状態を量子チャネルから受信するステップと、
   バイナリビットストリームを前記複数の量子状態から抽出するステップと、
   前記バイナリビットストリームを変更し、変更されたビットストリームを形成するステップと、
   セキュリティの要求レベルを決定するステップと、
   セキュリティの前記要求レベルに基づいて、プライバシー増幅アルゴリズムを決定するステップと、
   前記プライバシー増幅アルゴリズムよって要求される、初期鍵と、対応する複数のアルゴリズムパラメータの複数のパラメータ値とを前記変更されたビットストリームから抽出するステップであって、前記複数のアルゴリズムパラメータは、匿名の方式で送信される、ステップと、
   前記初期鍵および前記パラメータ値に基づいて前記プライバシー増幅アルゴリズムを実行し、共有鍵を獲得するステップと
   を備えたことを特徴とする方法。
2. 前記バイナリビットストリームを前記複数の量子状態から抽出するステップは、
   受信側ランダム基底の文字列を生成するステップと、
   受信側ランダム基底の前記文字列を用いて前記複数の量子状態を測定し、各測定されたビットが、対応する受信側ランダム基底を有するように、受信側ランダム基底の前記文字列に対応する測定されたビットの文字列を生成するステップと、
   受信側ランダム基底の前記文字列に対応する送信側ランダム基底を受信するステップと、
   測定されたビットの前記文字列における各ビットの前記受信側ランダム基底と、対応する送信側ランダム基底とを比較するステップと、
   前記受信側ランダム基底が前記対応する送信側ランダム基底と一致することに失敗する測定されたビットの前記文字列における各ビットを破棄し、前記バイナリビットストリームを生成するステップと
   を含むことを特徴とする請求項１に記載の方法。
3. 前記バイナリビットストリームを変更し、前記変更されたビットストリームを形成するステップは、
   ビットの第１の文字列を選択し、前記バイナリビットストリームを形成するステップと、
   ビットの前記第１の文字列に基づいて誤り率を決定するステップと、
   前記誤り率が閾値を超えるかどうかを判定するステップと
   を含むことを特徴とする請求項１に記載の方法。
4. ビットの前記第１の文字列に基づいて前記誤り率を決定するステップは、
   ビットの前記第１の文字列を送信するステップと、
   ビットの送信側文字列を受信するステップであって、ビットの前記送信側文字列は、ビットの前記第１の文字列に対応する、ステップと、
   ビットの前記第１の文字列とビットの前記送信側文字列との間の差に基づいて前記誤り率を決定するステップと
   を含むことを特徴とする請求項３に記載の方法。
5. 前記バイナリビットストリームを変更し、前記変更されたビットストリームを形成するステップは、
   前記誤り率が前記閾値を超える場合、前記バイナリビットストリームを破棄するステップと、
   前記誤り率が前記閾値を下回る場合、ビットの前記第１の文字列を破棄し、前記バイナリビットストリームからのビットの第２の文字列を残すステップと
   をさらに含むことを特徴とする請求項３に記載の方法。
6. 前記バイナリビットストリームを変更し、前記変更されたビットストリームを形成するステップは、ビットの前記第２の文字列を誤り訂正し、前記変更されたビットストリームを生成するステップをさらに含むことを特徴とする請求項５に記載の方法。
7. セキュリティの前記要求レベルを決定するステップは、セキュリティレベル選択を受信するステップを含むことを特徴とする請求項４に記載の方法。
8. 前記プライバシー増幅アルゴリズムは、シフトアルゴリズムを含むことを特徴とする請求項１に記載の方法。
9. 前記プライバシー増幅アルゴリズムは、ハッシュアルゴリズムを含むことを特徴とする請求項１に記載の方法。
10. 前記アルゴリズムパラメータは、鍵の長さ、ハッシュ関数係数ごとのバイナリビットの数、初期鍵からの傍受位置、ならびにハッシュ関数シリアルナンバーまたはハッシュ関数次数および係数を含むことを特徴とする請求項９に記載の方法。
11. 前記アルゴリズムパラメータは、鍵の長さ、鍵シフトアルゴリズムナンバー、鍵シフト方向、および鍵シフト数を含むことを特徴とする請求項８に記載の方法。
12. ビットの前記送信側文字列、および前記セキュリティレベル選択は、古典的なチャネルから受信されることを特徴とする請求項７に記載の方法。
13. セキュリティの前記要求レベルを決定するステップは、前記誤り率に基づいてリスク値を決定するステップをさらに含むことを特徴とする請求項７に記載の方法。
14. セキュリティの前記要求レベルを決定するステップは、前記誤り率の加重和、前記リスク値、および前記セキュリティレベル選択を生成するステップをさらに含むことを特徴とする請求項１３に記載の方法。
15. 量子鍵配信のための装置であって、
    メモリと、
    前記メモリと接続されたプロセッサと
    を備え、前記プロセッサは、
    複数の量子状態を量子チャネルから受信し、
    バイナリビットストリームを前記複数の量子状態から抽出し、
    前記バイナリビットストリームを変更し、変更されたビットストリームを形成し、
    セキュリティの要求レベルを決定し、
    セキュリティの前記要求レベルに基づいて、プライバシー増幅アルゴリズムを決定し、
    前記プライバシー増幅アルゴリズムよって要求される、初期鍵と、対応する複数のアルゴリズムパラメータの複数のパラメータ値とを前記変更されたビットストリームから抽出し、前記複数のアルゴリズムパラメータは、匿名の方式で送信され、
    前記初期鍵および前記パラメータ値に基づいて前記プライバシー増幅アルゴリズムを実行し、共有鍵を獲得する
    ことを特徴とする装置。
16. 前記バイナリビットストリームを前記複数の量子状態から抽出するために、前記プロセッサがさらに、
    受信側ランダム基底の文字列を生成し、
    受信側ランダム基底の前記文字列を用いて前記複数の量子状態を測定し、各測定されたビットが、対応する受信側ランダム基底を有するように、受信側ランダム基底の前記文字列に対応する測定されたビットの文字列を生成し、
    受信側ランダム基底の前記文字列に対応する送信側ランダム基底を受信し、
    測定されたビットの前記文字列における各ビットの前記受信側ランダム基底と、対応する送信側ランダム基底とを比較し、
    前記受信側ランダム基底が前記対応する送信側ランダム基底と一致することに失敗する測定されたビットの前記文字列における各ビットを破棄し、前記バイナリビットストリームを生成する
    ことを特徴とする請求項１５に記載の装置。
17. 前記バイナリビットストリームを変更し、前記変更されたビットストリームを形成するために、前記プロセッサがさらに、
    ビットの第１の文字列を選択し、前記バイナリビットストリームを形成し、
    ビットの前記第１の文字列に基づいて誤り率を決定し、
    前記誤り率が閾値を超えるかどうかを判定する
    ことを特徴とする請求項１５に記載の装置。
18. ビットの前記第１の文字列に基づいて前記誤り率を決定するために、
    ビットの前記第１の文字列を送信し、
    ビットの送信側文字列を受信し、ビットの前記送信側文字列は、ビットの前記第１の文字列に対応し、
    ビットの前記第１の文字列とビットの前記送信側文字列との間の差に基づいて前記誤り率を決定する
    ことを含むことを特徴とする請求項１７に記載の装置。
19. 前記バイナリビットストリームを変更し、前記変更されたビットストリームを形成するために、前記プロセッサがさらに、
    前記誤り率が前記閾値を超える場合、前記バイナリビットストリームを破棄し、
    前記誤り率が前記閾値を下回る場合、ビットの前記第１の文字列を破棄し、前記バイナリビットストリームからのビットの第２の文字列を残す
    ことを特徴とする請求項１７に記載の装置。
20. 前記バイナリビットストリームを変更し、前記変更されたビットストリームを形成するために、前記プロセッサがさらに、ビットの前記第２の文字列を誤り訂正し、前記変更されたビットストリームを生成することを特徴とする請求項１９に記載の装置。
21. 前記プライバシー増幅アルゴリズムは、シフトアルゴリズムを含むことを特徴とする請求項１５に記載の装置。
22. 前記プライバシー増幅アルゴリズムは、ハッシュアルゴリズムを含むことを特徴とする請求項１５に記載の装置。
23. 前記アルゴリズムパラメータは、鍵の長さ、ハッシュ関数係数ごとのバイナリビットの数、初期鍵からの傍受位置、ハッシュ関数シリアルナンバー、またはハッシュ関数次数および係数を含むことを特徴とする請求項２２に記載の装置。
24. 前記アルゴリズムパラメータは、鍵の長さ、鍵シフトアルゴリズムナンバー、鍵シフト方向、およびシフト数を含むことを特徴とする請求項２３に記載の装置。
25. ビットの送信側文字列、およびセキュリティレベル選択は、古典的なチャネルから受信されることを特徴とする請求項２１に記載の装置。
26. セキュリティの前記要求レベルを決定するために、前記プロセッサがさらに、前記誤り率に基づいてリスク値を決定することを特徴とする請求項２１に記載の装置。
27. セキュリティの前記要求レベルを決定するために、前記プロセッサがさらに、前記誤り率の加重和、前記リスク値、およびセキュリティレベル選択を生成することを特徴とする請求項２６に記載の装置。