JP2021010179A - 集中管理制御ネットワークに基づく量子鍵中継方法、および装置 - Google Patents
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Abstract
Description
P+Pm+wm*t≧K 式(1)
wm≧V 式(2)
Li=(Pi+wi*t)−R 式(5)
鍵ノードが送信元鍵ノードである場合、Eは0であり、Fは2以上の整数であり、鍵ノードが宛先鍵ノードである場合、Eは2以上の整数であり、Fは0であり、鍵ノードが鍵中継パス上の中間位置にある場合、EとFはどちらも1であるか、またはEとFはどちらも1以上の整数である。
鍵ノードが、鍵ノードと宛先鍵ノードとによって共有される量子鍵として、鍵ノードと鍵ノードの次のホップの鍵ノードとによって共有される決定された第1のターゲット量子鍵を決定すること、
鍵ノードが、鍵ノードと鍵ノードの前のホップの鍵ノードとによって共有される第2のターゲット量子鍵を決定し、鍵ノードと鍵ノードの次のホップの鍵ノードとによって共有される第1の暗号化および解読量子鍵を使用して第2のターゲット量子鍵を暗号化し、取得された暗号化された第2のターゲット量子鍵を鍵ノードの次のホップの鍵ノードに送信すること、
鍵ノードが、鍵ノードと鍵ノードの前のホップの鍵ノードとによって共有される第2の暗号化および解読量子鍵を決定し、第2の暗号化および解読量子鍵を使用して取得された暗号化された第3のターゲット量子鍵を解読し、鍵ノードと鍵ノードの次のホップの鍵ノードとによって共有される第3の暗号化および解読量子鍵を使用して第3のターゲット量子鍵を暗号化し、取得された暗号化された第3のターゲット量子鍵を鍵ノードの次のホップの鍵ノードに送信すること、ならびに
鍵ノードが、鍵ノードと鍵ノードの前のホップの鍵ノードとによって共有される第4の暗号化および解読量子鍵を決定し、ターゲット量子鍵を取得するために、第4の暗号化および解読量子鍵を使用して取得された暗号化された第4のターゲット量子鍵を解読すること、
のうちの任意の1つまたは複数を指示するために使用される。
のうちのいずれか1つまたは複数を指示するためにさらに使用される。
鍵中継部507が、鍵ノードと宛先鍵ノードとによって共有される量子鍵として、鍵ノードと鍵ノードの次のホップの鍵ノードとによって共有される決定された第1のターゲット量子鍵を決定すること、
鍵中継部507が、鍵ノードと鍵ノードの前のホップの鍵ノードとによって共有される第2のターゲット量子鍵を決定し、鍵ノードと鍵ノードの次のホップの鍵ノードとによって共有される第1の暗号化および解読量子鍵を使用して第2のターゲット量子鍵を暗号化し、取得された暗号化された第2のターゲット量子鍵を鍵ノードの次のホップの鍵ノードに送信すること、
鍵中継部507が、鍵ノードと鍵ノードの前のホップの鍵ノードとによって共有される第2の暗号化および解読量子鍵を決定し、第2の暗号化および解読量子鍵を使用して取得された暗号化された第3のターゲット量子鍵を解読し、鍵ノードと鍵ノードの次のホップの鍵ノードとによって共有される第3の暗号化および解読量子鍵を使用して第3のターゲット量子鍵を暗号化し、取得された暗号化された第3のターゲット量子鍵を鍵ノードの次のホップの鍵ノードに送信すること、ならびに
鍵中継部507が、鍵ノードと鍵ノードの前のホップの鍵ノードとによって共有される第4の暗号化および解読量子鍵を決定し、ターゲット量子鍵を取得するために、第4の暗号化および解読量子鍵を使用して取得された暗号化された第4のターゲット量子鍵を解読すること、
のうちのいずれか1つまたは複数を指示するために使用される。
第1のターゲット量子鍵の鍵ビット長、第2のターゲット量子鍵の鍵ビット長、第3のターゲット量子鍵の鍵ビット長、第4のターゲット量子鍵の鍵ビット長、第1の暗号化および解読量子鍵の鍵ビット長、第2の暗号化および解読量子鍵の鍵ビット長、第3の暗号化および解読量子鍵の鍵ビット長、ならびに第4の暗号化および解読量子鍵の鍵ビット長、
鍵ノードと鍵ノードの前のホップの鍵ノードとの間の鍵中継速度、
鍵ノードと鍵ノードの次のホップの鍵ノードとの間の鍵中継速度、
鍵ノードと鍵ノードの前のホップの鍵ノードとの間の鍵中継持続時間、
鍵ノードと鍵ノードの次のホップの鍵ノードとの間の鍵中継持続時間、
鍵ノードと鍵ノードの前のホップの鍵ノードとの間の鍵中継量、ならびに
鍵ノードと鍵ノードの次のホップの鍵ノードとの間の鍵中継量、のうちのいずれか1つまたは複数を指示するためにさらに使用される。
202 サービス層
203 鍵管理層
204 鍵生成層
205 サービスノード
206 鍵管理ノード
207 鍵生成ノード
400 集中コントローラ
401 プロセッサ
402 メモリ
403 通信インターフェース
404 バス
405 送受信機
410 鍵ノード
411 プロセッサ
412 メモリ
413 通信インターフェース
414 バス
415 送受信機
420 集中コントローラ
421 送受信部
422 処理部
423 記憶部
501 インターフェースモジュール
502 インターフェースモジュール
503 インターフェースモジュール
504 インターフェースモジュール
505 鍵プール
506 鍵格納部、鍵アクセス部
507 鍵中継部
508 鍵抽出部
509 鍵管理ノード
510 サービスノード
511 集中コントローラ
512 近隣の鍵管理ノード
513 鍵生成層
601 サービス入力/出力部
602 サービス暗号化/解読部
603 光中継ノードまたは光透過ノード
604 サービスノード
605 インターフェースモジュール
606 インターフェースモジュール
Claims (28)
- 集中管理制御ネットワークに適用できる、集中管理制御ネットワークに基づく量子鍵中継方法であって、前記集中管理制御ネットワークが、集中コントローラと、N個のサービスノードと、M個の鍵ノードとを含み、NとMとがどちらも2以上の整数であり、前記方法が、
前記集中コントローラが、Z個のサービス要求を取得するステップであって、Zが1以上の整数である、前記ステップと、
前記集中コントローラが前記Z個のサービス要求の各々に基づいて、各サービス要求に対応している送信元サービスノードの識別子および宛先サービスノードの識別子と、前記サービス要求の量子鍵消費パラメータとを決定するステップであって、前記送信元サービスノードが送信元鍵ノードに対応しており、前記宛先サービスノードが宛先鍵ノードに対応している、前記ステップと、
前記集中コントローラが前記Z個のサービス要求の各々に対応している前記送信元サービスノードの前記識別子および前記宛先サービスノードの前記識別子と、前記量子鍵消費パラメータと、前記集中管理制御ネットワーク内の前記鍵ノードのトポロジ情報とに基づいて、G個のサービス要求に対応する鍵中継命令を決定するステップであって、GがZ以下1以上の整数である、前記ステップと、
前記送信元鍵ノードと前記宛先鍵ノードとの間の共有量子鍵を生成するために、前記鍵ノードが前記鍵中継命令に基づいて量子鍵中継を行うように、前記集中コントローラが、前記G個のサービス要求に対応する前記鍵中継命令を前記鍵中継命令に対応する鍵ノードに配信するステップと
を含む、量子鍵中継方法。 - 前記集中管理制御ネットワーク内の前記鍵ノードの前記トポロジ情報が、
各鍵ノードの識別子、各鍵ノードと1つまたは複数の他の鍵ノードとの間の量子リンクの状況、および任意の2つの隣接した鍵ノードのエッジ重み
を含み、
前記送信元鍵ノードから前記宛先鍵ノードまでの各パス上の2つの隣接した鍵ノードが1つのエッジ重みに対応しており、2つの鍵ノードに対応するエッジ重みが小さいほど、前記2つの隣接した鍵ノードの量子鍵提供能力が弱いことを示し、
各パスが1つの最小エッジ重みノード対を含み、各パス上の前記最小エッジ重みノード対が、前記パス上の最小エッジ重みを有する2つの鍵ノードである、
請求項1に記載の方法。 - 前記2つの隣接した鍵ノードに対応する前記エッジ重みが、
前記2つの隣接した鍵ノードによって共有される在庫量子鍵の数と、前記事前設定持続時間に前記2つの鍵ノードとによって共有される量子鍵の生成数との和、
前記2つの隣接した鍵ノードによって共有される在庫量子鍵の数、および
前記2つの隣接した鍵ノードによって共有される量子鍵の生成速度
のうちのいずれか1つを含む、請求項2に記載の方法。 - 前記集中コントローラが、Z個のサービス要求を取得する前記ステップの後、G個のサービス要求に対応する鍵中継命令を決定する前記ステップの前に、前記方法が、
前記Z個のサービス要求の各々について、
前記集中コントローラが、前記送信元鍵ノードから前記宛先鍵ノードまでのすべてのパスの各々を決定する動作と、
前記集中コントローラがすべての前記パスの各々について、前記パス上の2つの隣接した鍵ノードの現在の量子鍵生成速度を決定する動作と、
前記集中コントローラが、前記パス上で別のサービス要求が割り振られておらず、前記パス上で別のサービス要求を割り振る計画がないと判断した場合、前記現在の量子鍵生成速度を、前記2つの隣接した鍵ノードの量子鍵生成速度として決定する動作、または前記集中コントローラが、前記パス上で別のサービス要求が割り振られているか、もしくは前記パス上で別のサービス要求を割り振る計画があると判断した場合、前記2つの隣接した鍵ノードの、前記別のサービス要求に対応する量子鍵消費速度を決定し、前記現在の量子鍵生成速度と前記別のサービス要求に対応する前記量子鍵消費速度との差を、前記2つの隣接した鍵ノードの量子鍵生成速度として決定する動作と
を行うステップ
をさらに含む、請求項3に記載の方法。 - 前記集中コントローラが、Z個のサービス要求を取得する前記ステップの後、G個のサービス要求に対応する鍵中継命令を決定する前記ステップの前に、前記方法が、
前記Z個のサービス要求の各々について、
前記集中コントローラが、前記送信元鍵ノードから前記宛先鍵ノードまでのすべてのパスの各々を決定する動作と、
前記集中コントローラがすべての前記パスの各々について、前記パス上で2つの隣接した鍵ノードによって現在共有されている在庫量子鍵の数を決定する動作と、
前記集中コントローラが、前記パス上で別のサービス要求が割り振られておらず、前記パス上で別のサービス要求を割り振る計画がないと判断した場合、前記現在共有されている在庫量子鍵の数を前記2つの隣接した鍵ノードによって共有される在庫量子鍵の数として決定する動作、または前記集中コントローラが、前記パス上で別のサービス要求が割り振られているか、もしくは前記パス上で別のサービス要求を割り振る計画があると判断した場合、前記2つの隣接した鍵ノードの、前記別のサービス要求に対応する量子鍵消費数を決定し、前記現在共有されている在庫量子鍵の数と前記別のサービス要求に対応する前記量子鍵消費数との差を、前記2つの隣接した鍵ノードによって共有される在庫量子鍵の数として決定する動作と
を行うステップ
をさらに含む、請求項3に記載の方法。 - 前記集中コントローラが前記Z個のサービス要求の各々に基づいて、各サービス要求に対応している送信元サービスノードの識別子および宛先サービスノードの識別子と、前記サービス要求の量子鍵消費パラメータとを決定する前記ステップの後、G個のサービス要求に対応する鍵中継命令を決定する前記ステップの前に、前記方法が、
前記Z個のサービス要求の各々について、
前記集中コントローラが前記鍵ノードの前記トポロジ情報に基づいて前記集中管理制御ネットワークから、第1のパスセットを取得するために、前記送信元鍵ノードから前記宛先鍵ノードまでのすべての前記パスを決定する動作と、
前記集中コントローラが前記第1のパスセットから、前記鍵消費パラメータに対応する第1の条件を満たすQ個の第2のパスを決定する動作であって、Qが0以上の整数である、動作と
を行うステップ
をさらに含み、
前記鍵消費パラメータが総鍵消費数Kおよびサービス持続時間tを含む場合、前記鍵消費パラメータに対応する前記第1の条件が、P+Pm+wm*t≧Kであり、または
前記鍵消費パラメータがサービスの鍵消費速度Vを含む場合、前記鍵消費パラメータに対応する前記第1の条件が、wm≧Vであり、式中、
Pが、前記送信元鍵ノードと前記宛先鍵ノードとの間の在庫量子鍵の数であり、Pmが、パス上の最小エッジ重みノード対の在庫量子鍵の数であり、wmが、前記パス上の前記最小エッジ重みノード対の量子鍵生成速度である、
請求項2から5のいずれか一項に記載の方法。 - 前記集中コントローラが、G個のサービス要求に対応する鍵中継命令を決定する前記ステップが、
Qが1である場合、前記集中コントローラが、前記第2のパスを鍵中継パスとして決定し、前記鍵中継パスに基づいて、前記サービス要求に対応する鍵中継命令を決定するステップ、または
Qが1より大きい場合、前記集中コントローラが、各第2のパス上の最小エッジ重みノード対および各最小エッジ重みノード対のエッジ重みを決定し、すべての前記第2のパスの前記最小エッジ重みノード対から最大エッジ重みを有する最小エッジ重みノード対を決定し、前記鍵中継パスとして、前記最大エッジ重みを有する前記最小エッジ重みノード対に対応する第2のパスを決定し、前記鍵中継パスに基づいて、前記サービス要求に対応する鍵中継命令を決定するステップ
を含む、請求項6に記載の方法。 - 前記集中コントローラが、G個のサービス要求に対応する鍵中継命令を決定する前記ステップが、
Qが0である場合、前記集中コントローラが、第3のパスセットを取得するために、前記第1のパスセットに含まれるすべてのパスからS個のパスを決定するステップであって、Sが、2以上の整数であり、前記第3のパスセットに含まれるどの2つのパスもオーバーラップするエッジを有しない、前記ステップと、
前記集中コントローラが、前記S個のパスが前記鍵消費パラメータに対応する第2の条件を満たすと判断した場合、前記S個のパスを前記鍵中継パスとして決定し、前記鍵中継パスに基づいて、前記サービス要求に対応する鍵中継命令を決定するステップと
を含み、
前記鍵消費パラメータが総鍵消費数Kおよびサービス持続時間tを含む場合、前記鍵消費パラメータに対応する前記第2の条件が、
前記鍵消費パラメータがサービスの鍵消費速度Vを含む場合、前記鍵消費パラメータに対応する前記第2の条件が、
iの値範囲が、[1,S]であり、Piが、前記第iのパス上の最小エッジ重みノード対の在庫量子鍵の数であり、wiが、前記第iのパス上の前記最小エッジ重みノード対の量子鍵生成速度である、
請求項6に記載の方法。 - 前記集中コントローラが、第3のパスセットを取得するために、前記第1のパスセットに含まれるすべてのパスからS個のパスを決定する前記ステップが、
前記集中コントローラが、前記第1のパスセット内のどの2つのパスもオーバーラップするエッジを有しないと判断した場合、前記第1のパスセットに含まれるすべての前記パスが前記S個のパスであると判断するステップ、または
前記集中コントローラが、前記第1のパスセット内の少なくとも2つのパスがオーバーラップするエッジを有すると判断した場合、前記第1のパスセット内のオーバーラップするエッジごとに、前記オーバーラップするエッジに対応するT個のパスを決定し、前記T個のパス内の最大エッジ重みを有する最小エッジ重みノード対に対応するパスを、前記S個のパスのうちの1つとして使用するステップであって、Tが2以上の整数である、前記ステップ
を含む、請求項8に記載の方法。 - 前記集中コントローラが、前記S個のパスを前記鍵中継パスとして決定する前記ステップの後に、前記方法が、
前記集中コントローラが、前記S個のパスの前記第iのパスに対応する各鍵ノードに対応する量子鍵消費数Liを決定するステップであって、
前記鍵消費パラメータが総鍵消費数Kおよびサービス持続時間tを含む場合、Li=(Pi+wi*t)−Rであり、式中、
Rが、前記第3のパスセット内の各パス上の最小エッジ重みノード対の残りの鍵の数であり、
をさらに含む、請求項8に記載の方法。 - 集中管理制御ネットワークに適用できる、集中管理制御ネットワークに基づく量子鍵中継方法であって、前記集中管理制御ネットワークが、集中コントローラと、N個のサービスノードと、M個の鍵ノードとを含み、NとMとがどちらも2以上の整数であり、前記M個の鍵ノードのうちの1つについて、前記方法が、
前記鍵ノードが、前記鍵ノードのトポロジ情報を前記集中コントローラに報告するステップと、
前記鍵ノードが、前記集中コントローラによって配信された鍵中継命令を受信するステップと、
前記鍵ノードが、前記集中コントローラによって配信された前記鍵中継命令に基づいて量子鍵中継を行うステップと
を含み、
前記鍵中継命令が、
前記鍵ノードが、前記鍵ノードと宛先鍵ノードとによって共有される量子鍵として、前記鍵ノードと前記鍵ノードの次のホップの鍵ノードとによって共有される決定された第1のターゲット量子鍵を決定すること、
前記鍵ノードが、前記鍵ノードと前記鍵ノードの前のホップの鍵ノードとによって共有される第2のターゲット量子鍵を決定し、前記鍵ノードと前記鍵ノードの次のホップの鍵ノードとによって共有される第1の暗号化および解読量子鍵を使用して前記第2のターゲット量子鍵を暗号化し、前記取得された暗号化された第2のターゲット量子鍵を前記鍵ノードの前記次のホップの鍵ノードに送信すること、
前記鍵ノードが、前記鍵ノードと前記鍵ノードの前のホップの鍵ノードとによって共有される第2の暗号化および解読量子鍵を決定し、前記第2の暗号化および解読量子鍵を使用して取得された暗号化された第3のターゲット量子鍵を解読し、前記鍵ノードと前記鍵ノードの次のホップの鍵ノードとによって共有される第3の暗号化および解読量子鍵を使用して前記第3のターゲット量子鍵を暗号化し、前記取得された暗号化された第3のターゲット量子鍵を前記鍵ノードの前記次のホップの鍵ノードに送信すること、ならびに
前記鍵ノードが、前記鍵ノードと前記鍵ノードの前のホップの鍵ノードとによって共有される第4の暗号化および解読量子鍵を決定し、ターゲット量子鍵を取得するために、前記第4の暗号化および解読量子鍵を使用して取得された暗号化された第4のターゲット量子鍵を解読すること
のうちのいずれか1つまたは複数を指示するために使用される、
量子鍵中継方法。 - 前記鍵中継命令が、
前記第1のターゲット量子鍵の鍵ビット長、前記第2のターゲット量子鍵の鍵ビット長、前記第3のターゲット量子鍵の鍵ビット長、前記第4のターゲット量子鍵の鍵ビット長、前記第1の暗号化および解読量子鍵の鍵ビット長、前記第2の暗号化および解読量子鍵の鍵ビット長、前記第3の暗号化および解読量子鍵の鍵ビット長、ならびに前記第4の暗号化および解読量子鍵の鍵ビット長、
前記鍵ノードと前記鍵ノードの前記前のホップの鍵ノードとの間の鍵中継速度、
前記鍵ノードと前記鍵ノードの前記次のホップの鍵ノードとの間の鍵中継速度、
前記鍵ノードと前記鍵ノードの前記前のホップの鍵ノードとの間の鍵中継持続時間、
前記鍵ノードと前記鍵ノードの前記次のホップの鍵ノードとの間の鍵中継持続時間、
前記鍵ノードと前記鍵ノードの前記前のホップの鍵ノードとの間の鍵中継量、ならびに
前記鍵ノードと前記鍵ノードの前記次のホップの鍵ノードとの間の鍵中継量
のうちのいずれか1つまたは複数を指示するためにさらに使用される、
請求項11に記載の方法。 - 前記鍵ノードが、前記鍵ノードのトポロジ情報を前記集中コントローラに報告する前記ステップが、
前記鍵ノードが、前記鍵ノードの前記トポロジ情報を前記集中コントローラに周期的に報告するステップ
を含み、
前記鍵ノードの前記トポロジ情報が、前記集中管理制御ネットワーク内の各鍵ノードの識別子、各鍵ノードと1つまたは複数の他の鍵ノードとの間の量子リンクの状況、および任意の2つの隣接した鍵ノードのエッジ重みを含み、
前記送信元鍵ノードから前記宛先鍵ノードまでの各パス上の任意の2つの鍵ノードが1つのエッジ重みに対応しており、2つの鍵ノードに対応するエッジ重みが大きいほど、前記2つの鍵ノードの量子鍵提供能力が強いことを示し、
各パスが1つの最小エッジ重みノード対を含み、各パス上の前記最小エッジ重みノード対が、前記パス上の最小エッジ重みを有する2つの鍵ノードである、
請求項11に記載の方法。 - 集中管理制御ネットワークに適用できる、集中コントローラであって、前記集中管理制御ネットワークが、集中コントローラと、N個のサービスノードと、M個の鍵ノードとを含み、NとMとがどちらも2以上の整数であり、前記集中コントローラが、メモリと、プロセッサと、送受信機とを含み、
前記メモリが、プログラムおよび命令を格納するように構成され、
前記プロセッサが、前記メモリに格納された前記プログラムおよび前記命令を呼び出すことによって、前記送受信機によって取得された前記Z個のサービス要求の各々に基づいて、各サービス要求に対応している送信元サービスノードの識別子および宛先サービスノードの識別子と、前記サービス要求の量子鍵消費パラメータとを決定する動作と、前記Z個のサービス要求の各々に対応している前記送信元サービスノードの前記識別子および前記宛先サービスノードの前記識別子と、前記量子鍵消費パラメータと、前記集中管理制御ネットワーク内の前記鍵ノードのトポロジ情報とに基づいて、G個のサービス要求に対応する鍵中継命令を決定する動作であって、前記送信元サービスノードが送信元鍵ノードに対応しており、前記宛先サービスノードが宛先鍵ノードに対応しており、Zが、1以上の整数であり、Gが、Z以下1以上の整数である、動作と、を行うように構成され、
前記送受信機が、前記Z個のサービス要求を取得し、前記送信元鍵ノードと前記宛先鍵ノードとの間の共有量子鍵を生成するために、前記鍵ノードが前記鍵中継命令に基づいて量子鍵中継を行うように、前記G個のサービス要求に対応する前記鍵中継命令を前記鍵中継命令に対応する鍵ノードに配信する、ように構成される、
集中コントローラ。 - 前記集中管理制御ネットワーク内の前記鍵ノードの前記トポロジ情報が、
各鍵ノードの識別子、各鍵ノードと1つまたは複数の他の鍵ノードとの間の量子リンクの状況、および任意の2つの隣接した鍵ノードのエッジ重み
を含み、
前記送信元鍵ノードから前記宛先鍵ノードまでの各パス上の2つの隣接した鍵ノードが1つのエッジ重みに対応しており、2つの鍵ノードに対応するエッジ重みが小さいほど、前記2つの隣接した鍵ノードの量子鍵提供能力が弱いことを示し、
各パスが1つの最小エッジ重みノード対を含み、各パス上の前記最小エッジ重みノード対が、前記パス上の最小エッジ重みを有する2つの鍵ノードである、
請求項14に記載の集中コントローラ。 - 前記2つの隣接した鍵ノードに対応する前記エッジ重みが、
前記2つの隣接した鍵ノードによって共有される在庫量子鍵の数と、事前設定持続時間に前記2つの鍵ノードによって共有される量子鍵の生成数との和、
前記2つの隣接した鍵ノードによって共有される在庫量子鍵の数、および
前記2つの隣接した鍵ノードによって共有される量子鍵の生成速度
のうちのいずれか1つを含む、請求項15に記載の集中コントローラ。 - 前記プロセッサが、
前記Z個のサービス要求の各々について、
前記集中コントローラが、前記送信元鍵ノードから前記宛先鍵ノードまでのすべてのパスの各々を決定する動作と、
前記集中コントローラが前記すべてのパスの各々について、前記パス上の2つの隣接した鍵ノードの現在の量子鍵生成速度を決定する動作と、
前記集中コントローラが、前記パス上で別のサービス要求が割り振られておらず、前記パス上で別のサービス要求を割り振る計画がないと判断した場合、前記現在の量子鍵生成速度を、前記2つの隣接した鍵ノードの量子鍵生成速度として決定する動作、または前記集中コントローラが、前記パス上で別のサービス要求が割り振られているか、もしくは前記パス上で別のサービス要求を割り振る計画があると判断した場合、前記2つの隣接した鍵ノードの、前記別のサービス要求に対応する量子鍵消費速度を決定し、前記現在の量子鍵生成速度と前記別のサービス要求に対応する前記量子鍵消費速度との差を、前記2つの隣接した鍵ノードの量子鍵生成速度として決定する動作と
を行う
ようにさらに構成される、請求項16に記載の集中コントローラ。 - 前記プロセッサが、
前記Z個のサービス要求の各々について、
前記集中コントローラが、前記送信元鍵ノードから前記宛先鍵ノードまでのすべてのパスの各々を決定する動作と、
前記集中コントローラがすべての前記パスの各々について、前記パス上で2つの隣接した鍵ノードによって現在共有されている在庫量子鍵の数を決定する動作と、
前記集中コントローラが、前記パス上で別のサービス要求が割り振られておらず、前記パス上で別のサービス要求を割り振る計画がないと判断した場合、前記現在共有されている在庫量子鍵の数を前記2つの隣接した鍵ノードによって共有される在庫量子鍵の数として決定する動作、または前記集中コントローラが、前記パス上で別のサービス要求が割り振られているか、もしくは前記パス上で別のサービス要求を割り振る計画があると判断した場合、前記2つの隣接した鍵ノードの、前記別のサービス要求に対応する量子鍵消費数を決定し、前記現在共有されている在庫量子鍵の数と前記別のサービス要求に対応する前記量子鍵消費数との差を、前記2つの隣接した鍵ノードによって共有される在庫量子鍵の数として決定する動作と
を行う
ようにさらに構成される、請求項16に記載の集中コントローラ。 - 前記プロセッサが、
前記Z個のサービス要求の各々について、
前記集中コントローラが前記鍵ノードの前記トポロジ情報に基づいて前記集中管理制御ネットワークから、第1のパスセットを取得するために、前記送信元鍵ノードから前記宛先鍵ノードまでのすべての前記パスを決定する動作と、
前記集中コントローラが前記第1のパスセットから、前記鍵消費パラメータに対応する第1の条件を満たすQ個の第2のパスを決定する動作であって、Qが0以上の整数である、動作と
を行う
ようにさらに構成され、
前記鍵消費パラメータが総鍵消費数Kおよびサービス持続時間tを含む場合、前記鍵消費パラメータに対応する前記第1の条件が、P+Pm+wm*t≧Kであり、または
前記鍵消費パラメータがサービスの鍵消費速度Vを含む場合、前記鍵消費パラメータに対応する前記第1の条件が、wm≧Vであり、式中、
Pが、前記送信元鍵ノードと前記宛先鍵ノードとの間の在庫量子鍵の数であり、Pmが、パス上の最小エッジ重みノード対の在庫量子鍵の数であり、wmが、前記パス上の前記最小エッジ重みノード対の量子鍵生成速度である、
請求項15から18のいずれか一項に記載の集中コントローラ。 - 前記プロセッサが、
Qが1である場合、前記集中コントローラが、前記第2のパスを鍵中継パスとして決定し、前記鍵中継パスに基づいて、前記サービス要求に対応する鍵中継命令を決定し、または
Qが1より大きい場合、前記集中コントローラが、各第2のパス上の最小エッジ重みノード対および各最小エッジ重みノード対のエッジ重みを決定し、すべての前記第2のパスの前記最小エッジ重みノード対から最大エッジ重みを有する最小エッジ重みノード対を決定し、前記鍵中継パスとして、前記最大エッジ重みを有する前記最小エッジ重みノード対に対応する第2のパスを決定し、前記鍵中継パスに基づいて、前記サービス要求に対応する鍵中継命令を決定する
ようにさらに構成される、請求項19に記載の集中コントローラ。 - 前記プロセッサが、
Qが0である場合、前記集中コントローラが、第3のパスセットを取得するために、前記第1のパスセットに含まれるすべてのパスからS個のパスを決定し、Sが、2以上の整数であり、前記第3のパスセットに含まれるどの2つのパスもオーバーラップするエッジを有さず、
前記集中コントローラが、前記S個のパスが前記鍵消費パラメータに対応する第2の条件を満たすと判断した場合、前記S個のパスを前記鍵中継パスとして決定し、前記鍵中継パスに基づいて、前記サービス要求に対応する鍵中継命令を決定する
ように構成され、
前記鍵消費パラメータが総鍵消費数Kおよびサービス持続時間tを含む場合、前記鍵消費パラメータに対応する前記第2の条件が、
前記鍵消費パラメータがサービスの鍵消費速度Vを含む場合、前記鍵消費パラメータに対応する前記第2の条件が、
iの値範囲が、[1,S]であり、Piが、前記第iのパス上の最小エッジ重みノード対の在庫量子鍵の数であり、wiが、前記第iのパス上の前記最小エッジ重みノード対の量子鍵生成速度である、
請求項19に記載の集中コントローラ。 - 前記プロセッサが、
前記集中コントローラが、前記第1のパスセット内のどの2つのパスもオーバーラップするエッジを有しないと判断した場合、前記第1のパスセットに含まれるすべての前記パスが前記S個のパスであると判断し、または
前記集中コントローラが、前記第1のパスセット内の少なくとも2つのパスがオーバーラップするエッジを有すると判断した場合、前記第1のパスセット内のオーバーラップするエッジごとに、前記オーバーラップするエッジに対応するT個のパスを決定し、前記T個のパス内の最大エッジ重みを有する最小エッジ重みノード対に対応するパスを、前記S個のパスのうちの1つとして使用し、Tが2以上の整数である
ように構成される、請求項21に記載の集中コントローラ。 - 前記プロセッサが、
前記集中コントローラが、前記S個のパスの前記第iのパスに対応する各鍵ノードに対応する量子鍵消費数Liを決定する
ようにさらに構成され、
前記鍵消費パラメータが総鍵消費数Kおよびサービス持続時間tを含む場合、Li=(Pi+wi*t)−Rであり、式中、
Rが、前記第3のパスセット内の各パス上の最小エッジ重みノード対の残りの鍵の数であり、
請求項21に記載の集中コントローラ。 - 集中管理制御ネットワークに適用できる、鍵ノードであって、前記集中管理制御ネットワークが、集中コントローラと、N個のサービスノードと、M個の鍵ノードとを含み、NとMとがどちらも2以上の整数であり、前記鍵ノードが、前記M個の鍵ノードのうちの1つであり、前記鍵ノードが、送受信部と、鍵プールと、鍵中継部とを含み、
前記鍵プールが、量子鍵を格納するように構成され、
前記送受信部が、前記鍵ノードのトポロジ情報を前記集中コントローラに報告し、前記集中コントローラによって配信された鍵中継命令を受信する、ように構成され、
前記鍵中継部が、前記集中コントローラによって配信された前記鍵中継命令に基づいて量子鍵中継を行うように構成され、
前記鍵中継命令が、
前記鍵中継部が、前記鍵ノードと宛先鍵ノードとによって共有される量子鍵として、前記鍵ノードと前記鍵ノードの次のホップの鍵ノードとによって共有される決定された第1のターゲット量子鍵を決定すること、
前記鍵中継部が、前記鍵ノードと前記鍵ノードの前のホップの鍵ノードとによって共有される第2のターゲット量子鍵を決定し、前記鍵ノードと前記鍵ノードの次のホップの鍵ノードとによって共有される第1の暗号化および解読量子鍵を使用して前記第2のターゲット量子鍵を暗号化し、前記取得された暗号化された第2のターゲット量子鍵を前記鍵ノードの前記次のホップの鍵ノードに送信すること、
前記鍵中継部が、前記鍵ノードと前記鍵ノードの前のホップの鍵ノードとによって共有される第2の暗号化および解読量子鍵を決定し、前記第2の暗号化および解読量子鍵を使用して取得された暗号化された第3のターゲット量子鍵を解読し、前記鍵ノードと前記鍵ノードの次のホップの鍵ノードとによって共有される第3の暗号化および解読量子鍵を使用して前記第3のターゲット量子鍵を暗号化し、前記取得された暗号化された第3のターゲット量子鍵を前記鍵ノードの前記次のホップの鍵ノードに送信すること、ならびに
前記鍵中継部が、前記鍵ノードと前記鍵ノードの前のホップの鍵ノードとによって共有される第4の暗号化および解読量子鍵を決定し、ターゲット量子鍵を取得するために、前記第4の暗号化および解読量子鍵を使用して取得された暗号化された第4のターゲット量子鍵を解読すること
のうちのいずれか1つまたは複数を指示するために使用される、
鍵ノード。 - 前記鍵中継命令が、
前記第1のターゲット量子鍵の鍵ビット長、前記第2のターゲット量子鍵の鍵ビット長、前記第3のターゲット量子鍵の鍵ビット長、前記第4のターゲット量子鍵の鍵ビット長、前記第1の暗号化および解読量子鍵の鍵ビット長、前記第2の暗号化および解読量子鍵の鍵ビット長、前記第3の暗号化および解読量子鍵の鍵ビット長、ならびに前記第4の暗号化および解読量子鍵の鍵ビット長、
前記鍵ノードと前記鍵ノードの前記前のホップの鍵ノードとの間の鍵中継速度、
前記鍵ノードと前記鍵ノードの前記次のホップの鍵ノードとの間の鍵中継速度、
前記鍵ノードと前記鍵ノードの前記前のホップの鍵ノードとの間の鍵中継持続時間、
前記鍵ノードと前記鍵ノードの前記次のホップの鍵ノードとの間の鍵中継持続時間、
前記鍵ノードと前記鍵ノードの前記前のホップの鍵ノードとの間の鍵中継量、ならびに
前記鍵ノードと前記鍵ノードの前記次のホップの鍵ノードとの間の鍵中継量
のうちのいずれか1つまたは複数を指示するためにさらに使用される、請求項24に記載の鍵ノード。 - 前記送受信部が、
前記鍵ノードの前記トポロジ情報を前記集中コントローラに周期的に報告する
ように構成され、
前記鍵ノードの前記トポロジ情報が、前記集中管理制御ネットワーク内の各鍵ノードの識別子、各鍵ノードと1つまたは複数の他の鍵ノードとの間の量子リンクの状況、および任意の2つの隣接した鍵ノードのエッジ重みを含み、
前記送信元鍵ノードから前記宛先鍵ノードまでの各パス上の任意の2つの鍵ノードが1つのエッジ重みに対応しており、2つの鍵ノードに対応するエッジ重みが大きいほど、前記2つの鍵ノードの量子鍵提供能力が強いことを示し、
各パスが1つの最小エッジ重みノード対を含み、各パス上の前記最小エッジ重みノード対が、前記パス上の最小エッジ重みを有する2つの鍵ノードである、
請求項24に記載の鍵ノード。 - 鍵ノードであって、前記鍵ノードが、プロセッサと、メモリと、送受信機とを含み、
前記メモリが、命令を記憶するように構成され、前記送受信機が、シグナリングを送受信するように構成され、前記プロセッサが、前記メモリに格納された前記命令を実行するように構成され、前記プロセッサが前記メモリに格納された前記命令を実行すると、前記鍵ノードが、請求項11から13のいずれか一項に記載の方法を行うように構成される、
鍵ノード。 - コンピュータ記憶媒体であって、前記コンピュータ記憶媒体が、コンピュータ実行可能命令を格納し、前記コンピュータ実行可能命令がコンピュータによって呼び出されると、前記コンピュータが請求項1から13のいずれか一項に記載の方法を行う、コンピュータ記憶媒体。
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