JP7011646B2 - 量子通信及びトラステッドコンピューティングに基づくデータセキュリティのための方法及びシステム - Google Patents

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Description

背景
分野
[0001] 本開示は、一般にデータセキュリティに関する。より詳細には、本開示は、量子通信及びトラステッドコンピューティング技術に基づいてデータセキュリティを保証するためのシステム及び方法に関する。
関連技術
[0002] 近年、高い計算能力、安価なサービス費用、高性能、拡張性、アクセス可能性並びに可用性の利点により、クラウドコンピューティングは、大いに要求されたサービス又はユーティリティになっている。クラウドコンピューティングでは、サーバ、記憶域及びアプリケーションを含む様々なサービスがインターネット経由で顧客のコンピュータ及び装置にサービスプロバイダによって届けられ得る。より詳細には、クラウドコンピューティングは、データアクセス機構をより効率的且つ高信頼にするために、様々な計算能力を有するユーザ及び企業が自ら所有するクラウド内で又はデータセンタ内に位置するサードパーティサーバ上でデータを記憶し処理することを可能にする。しかし、セキュリティは、クラウドユーザにとって重大な関心事である。従来のデータセキュリティの手法では、クラウドコンピューティングの固有のセキュリティ要件を満たすことができない。
概要
[0003] 本明細書に記載する一実施形態は、データ及び計算のセキュリティを保証するためのシステム及び方法を提供する。動作中、サーバは、クライアントから鍵ネゴシエーション要求を受信し、そのクライアントを認証する。クライアントとサーバとの間の相互認証に応答して、サーバは、量子鍵配送プロセスを介して、クライアントとサーバとの間で共有される秘密鍵をネゴシエートし、秘密鍵をトラステッドコンピューティングモジュールに記憶する。
[0004] この実施形態の変形では、サーバは、暗号鍵として秘密鍵を使用してクライアントと通信する。クライアントと通信することは、トラステッドコンピューティングモジュールから得られる信頼性情報を含むメッセージをクライアントに送信することを更に含む。
[0005] この実施形態の変形では、トラステッドコンピューティングモジュールは、トラステッドプラットフォームモジュール（ＴＰＭ）又はトラステッドプラットフォームコントロールモジュール（ＴＰＣＭ）である。
[0006] この実施形態の変形では、信頼性情報は、プラットフォーム構成レジスタ（ＰＣＲ）の値を含む。
[0007] この実施形態の変形では、サーバは、トラステッド承認センタから受信される副鍵の組及びトラステッドコンピューティングモジュールに関連する情報に基づいてサーバ固有の秘密鍵を生成する。
[0008] 更なる変形では、トラステッドコンピューティングモジュールに関連する情報は、トラステッドコンピューティングモジュールの固有の識別情報及びプラットフォーム構成レジスタ（ＰＣＲ）の値を含む。
[0009] 更なる変形では、トラステッド承認センタは、秘密共有方式を使用して、トラステッド承認センタに関連する秘密鍵を共有する制御ノードの組を含み、それぞれの制御ノードは、トラステッド承認センタに関連する秘密鍵の共有情報（share）を記憶するように構成される。
[0010] 更なる変形では、サーバは、制御ノードの組のサブセットに初期設定要求を送信し、初期設定要求に応答して、サーバに関連する識別情報、トラステッドコンピューティングモジュールに関連する情報、及び制御ノードに記憶される秘密鍵の共有情報に基づいて制御ノードによって生成される副鍵を制御ノードから受信する。
[0011] 更なる変形では、サーバは、量子鍵配送プロセスを使用して、サーバとトラステッド承認センタとの間のセキュア通信チャネルを確立する。
[0012] 更なる変形では、サーバは、サーバ固有の秘密鍵に基づいてトラステッド証明書を更に生成し、クライアントがサーバを認証することを可能にするために、トラステッド証明書をクライアントに送信する。
[0013] この実施形態の変形では、クライアントを認証することは、鍵ネゴシエーション要求に含まれるトラステッド証明書及びトラステッド測定レポートを認証することを含む。
[0014] 本明細書に記載の一実施形態は、データ及び計算のセキュリティを保証するためのシステム及び方法を提供する。動作中、クライアントは、サーバに鍵ネゴシエーション要求を送信し、鍵ネゴシエーション応答を受信する。クライアントは、鍵ネゴシエーション応答に基づいてサーバを認証する。クライアントは、量子鍵配送プロセスを介して、クライアントとサーバとの間で共有される秘密鍵をネゴシエートし、秘密鍵をトラステッドコンピューティングモジュールに記憶する。クライアントは、暗号鍵として秘密鍵を使用してサーバと通信する。サーバと通信することは、トラステッドコンピューティングモジュールから得られる信頼性情報を含むメッセージをサーバに送信することを更に含む。
[0015] 本明細書に記載する一実施形態は、トラステッド証明書を受信するためのシステム及び方法を提供する。動作中、クラウドコンピューティング環境内のエンティティは、秘密共有方式を使用して、クラウドコンピューティング環境に関連する秘密鍵を共有する制御ノードの組を含むトラステッド承認センタに証明書要求を送信する。各制御ノードは、秘密鍵の共有情報を記憶するように構成され、証明書要求は、制御ノードの組内の制御ノードのサブセットに送信される。エンティティは、制御ノードのサブセットから副鍵の組を受信する。それぞれの副鍵は、エンティティに関連する識別情報、エンティティに関連するトラステッドコンピューティングプラットフォーム情報、及びサブセット内の制御ノードに記憶される秘密鍵の共有情報に基づいてサブセット内の制御ノードによって生成される。エンティティは、受信される副鍵の組に基づいてエンティティ固有の秘密鍵を生成し、エンティティ固有の秘密鍵からトラステッド証明書を導出する。
図面の簡単な説明
[0016]一実施形態による、バーチャルプライベートネットワーク（ＶＰＮ）間の量子鍵強化セキュア通信を示す。 [0017]トラステッドコンピューティンググループによって定められたＰＣ内の信頼チェーンを示す。 [0018]一実施形態による、量子鍵配送及びトラステッドコンピューティングに基づく例示的なセキュアクラウドコンピューティングシステムのアーキテクチャを示す。 [0019]一実施形態によるセキュアシステムの簡易図を示す。 [0020]一実施形態による、トラステッド承認センタの例示的な初期設定プロセスを示すフローチャートを示す。 [0021]一実施形態による、トラステッドクラウドサーバの例示的な初期設定プロセスを示すフローチャートを示す。 [0022]一実施形態による、トラステッドクライアントとトラステッドクラウドサーバとの間のセキュア通信チャネルを確立するプロセスを記載する図を示す。 [0023]一実施形態によるトラステッドクライアントのブロック図を示す。 [0024]一実施形態による、セキュア通信チャネルを確立するためのクライアントプロセスを示すフローチャートを示す。 [0025]一実施形態によるトラステッドサーバのブロック図を示す。 [0026]一実施形態による、セキュア通信チャネルを確立するためのサーバプロセスを示すフローチャートを示す。 [0027]一実施形態によるトラステッド制御ノードのブロック図を示す。 [0028]本明細書に記載の一部の実施形態による、開示する傍受検出技術を実装するための例示的なクライアント－サーバネットワーク環境を示す。 [0029]本技術の一部の実装形態がこれを用いて実装される電子システムを概念的に示す。
[0030] 表１は、量子状態の組を用いた力学量測定を示す。
[0031] 図中、同様の参照番号は同じ図面要素を指す。
[0032] 以下の説明は、当業者が実施形態を作り使用できるようにするために示されており、特定の応用及びその要件に関連して提供される。開示する実施形態に対する様々な修正形態が当業者に容易に明らかになり、本明細書で定める全般的な原理は、本開示の趣旨及び範囲から逸脱することなしに他の実施形態及び応用に適用することができる。従って、本発明は、図示の実施形態に限定されず、本明細書で開示する原理及び特徴と一致する最も広範な範囲を与えられるべきである。
[0033] 本開示では、クラウドコンピューティング内でデータ及び計算のセキュリティを提供するための方法及びシステムを提供する。より詳細には、量子暗号化及びトラステッドコンピューティング技術の両方を実装する新規のクラウドセキュリティアーキテクチャが提供される。トラステッドコンピューティングを可能にするために、クラウドサービスプロバイダは、幾つかのトラステッドクラウドコントローラを含むトラステッド承認センタを実装することができる。トラステッドクラウドコントローラは、トラステッドコンピューティングを使用可能なクラウドコントローラであり、トラステッドプラットフォームモジュール（ＴＰＭ）又はトラステッドプラットフォームコントロールモジュール（ＴＰＣＭ）に基づき得るトラステッドコンピューティングプラットフォーム（ＴＣＰ）を含み得る。これらのトラステッドクラウドコントローラは、量子鍵配送機構を介して、特定のコントローラのＴＣＰによって生成されるクラウド秘密鍵を取得及び共有することができる。より詳細には、これらのトラステッドクラウドコントローラは、秘密共有方式を使用してクラウド秘密鍵を共有し、各トラステッドクラウドコントローラは、このＴＣＰによって生成されるクラウド秘密鍵の共有情報を受信する。初期設定中、クラウドサーバは、トラステッドクラウドコントローラのサブセットに承認要求を送信し、副鍵の組を受信することができる。各副鍵は、クラウド秘密鍵の共有情報、並びに要求側のクラウドサーバの識別情報及びプラットフォーム情報に基づいて構築される。クラウドサーバは、その後、受信された副鍵の組に基づいて自らのサーバ固有の秘密鍵を生成することができる。
[0034] 鍵の安全性を保証するために、量子鍵配送（ＱＫＤ）プロセスによって得られる量子鍵を使用して、副鍵をクラウドサーバに送信する前に暗号化することができる。クラウドサーバは、副鍵を復号し、サーバ固有の秘密鍵を生成し且つ自らのＴＣＰに保存することができ、その秘密鍵に基づいて証明書を生成する。同様に、トラステッドコンピューティングを使用可能なクラウドクライアントも自らの秘密鍵及びトラステッド証明書をトラステッド承認センタから得ることができる。次いで、サーバ及びクライアントは、トラステッド証明書に基づいて互いを認証することができる。セキュア通信チャネルを確立するために、サーバ及びクライアントは、量子鍵交換機構を使用して１つ又は複数の共有鍵をネゴシエートすることができる。共有鍵は、クラウドクライアント及びクラウドサーバのＴＣＰに保存することができる。クラウドクライアント及びクラウドサーバは、共有鍵を使用して互いに通信することができる。更に、伝送中のクライアント及びサーバの完全性を保証するために、クライアントとサーバとの間で交換されるメッセージは、共有鍵を用いて暗号化されるプラットフォーム構成レジスタ（ＰＣＲ）値を運ぶ必要がある。
[0035] 量子鍵配送機構は、鍵の秘密性を保証し、それによりデータ伝送のセキュリティを保証することができる。トラステッドコンピューティングは、クライアント及びサーバの認証のために、且つクライアント及びサーバの完全性を保証するために使用することができる。量子鍵配送とトラステッドコンピューティングとを組み合わせることは、クラウドコンピューティング環境内のセキュリティを向上させることができる。
[0036] 本開示では、トラステッドコンピューティングを可能にし得るモジュールをエンティティが備える場合、そのエンティティをトラステッドエンティティ（例えば、トラステッドサーバ又はトラステッドクライアント）とも呼ぶ。明記することなしに、全てのエンティティがトラステッドコンピューティングを使用可能であると想定する。
量子鍵配送の原理
[0037] 量子物理学によれば、微視的世界の一部の物理量は、連続的に変化することができずに、一定の離散値を取り、隣接する２つの離散値間の差を「量子」と呼び、例えば、光子は、単一の光量子である。
[0038] 古典力学の法則が該当する従来の通信では、デジタル情報をビットとして表すことができ、各ビットは、２つの状態、例えば「０」及び「１」又は「高」電圧及び「低」電圧を有し得る。対照的に、古典力学の法則が該当しない量子通信では、情報は、典型的には量子情報の単位である量子ビット（キュビット）として表される。各キュビットは、２つの基本状態、即ち｜０＞又は＜－＞、及び｜１＞又は
Figure 0007011646000001
を有し得る。この場合、２つの量子状態｜０＞及び｜１＞は、｛｜０＞，｜１＞｝として表すことができる量子状態の基底を形成する。
[0039] 更に、量子量は、係数α、βをそれぞれ有する２つの基本状態の重ね合せによって得られる混合状態もとり得る。例えば、量子基底｛｜０＞，｜１＞｝を使用する場合、混合状態は、次式で表すことができる：
｜φ〉＝α｜０〉＋β｜１〉
例えば、混合量子状態基底｛｜＋〉，｜－〉｝は、公式
Figure 0007011646000002
を使用して基本量子状態｜０＞／＜－＞、及び｜１＞／
Figure 0007011646000003
を重ね合わせることによって生成することができる。上記の量子状態表現の２つの基底では、状態｜０＞及び｜１＞が互いに直交する一方、状態｜＋＞及び｜－＞が互いに直交することに留意されたい。
[0040] 量子力学では、「測定基底」とも呼ぶ上記の量子状態を使用して所与の力学量を測定することができる。例えば、各力学量は、エルミート演算子（又はエルミート行列）によって表すことができる。かかる力学量を測定するとき、測定結果は、この力学量のエルミート演算子の固有値（又は「特性値」）に対応する。測定後、測定される量子状態は、取得される固有値に対応する固有状態（又は「固有ベクトル」）に収縮する。表１は、本明細書に記載の一実施形態による、２組の異なる量子状態を使用することに基づく例示的な２つの力学量測定方式を示す。
Figure 0007011646000004
[0041] 例えば、量子状態｜φ〉＝α｜０〉＋β｜１〉、但し｜α｜２＋｜β｜２＝１を測定するために量子状態基底｛｜０〉，｜１〉｝を使用する場合、｜α｜２の確率で１の測定値を取得し、測定後、量子状態は、｜０〉に収縮し、｜β｜２の確率で－１の測定値を取得し、測定後、量子状態は、｜１〉に収縮する。
[0042] 別の例として、量子状態｜０〉を測定するために量子状態基底｛｜０〉，｜１〉｝を使用する場合、確率１で状態｜０〉が得られる。同様に、量子状態｜＋〉を測定するために量子状態基底｛｜＋〉，｜－〉｝を使用する場合、確率１で状態｜＋〉が得られる。
[0043] 更に、量子状態｜＋〉を測定するために量子状態基底｛｜０〉，｜１〉｝を使用する場合、状態｜０〉又は状態｜１〉が無作為に得られる。同様に、状態｜０〉を測定するために量子状態基底｛｜＋〉，｜－〉｝を使用する場合、状態｜＋〉又は状態｜－〉が無作為に得られる。
[0044] ＢＢ８４（Bennett-Brassard-84）は、人気のある量子鍵配送プロトコルである。ＢＢ８４は、情報を伝送するために単一光子の偏光状態を使用する。使用される通常の偏光状態の対は、垂直（０°）及び水平（９０°）の直線基底、４５°及び１３５°の対角基底、又は左旋性及び右旋性の円状基底である。これらの基底の何れか２つは、互いに共役であり、そのため、プロトコル内で何れか２つを使用することができる。ＢＢ８４方式では、送信者Aliceが受信者Bobに秘密鍵（例えば、ランダムストリング）を送信することを望む。Aliceは、ランダムビットを生成することから開始し、バイナリビットを符号化するための量子基底を２つの量子基底から無作為に選択する。次いで、Aliceは、量子チャネルを使用して、指定の状態にある単一光子をBobに伝送する。送信される各光子の状態、基底及び時間をAliceが記録しながら、このプロセスは、ランダムビット段階から繰り返される。光子を受信すると、無作為に選択される基底を使用してBobが測定を行う。Bobは、自分が受信する光子ごとにこの測定を行い、時間、使用される測定基底及び測定結果を記録する。Bobが全ての光子を測定した後、Bobは、古典的な公衆チャネル上でAliceと通信する。Aliceは、各光子を送信した基底を、Bobは、各光子を測定した基底をブロードキャストする。Bobが、異なる基底を使用した光子測定（ビット）を両者が破棄し、それらは平均して半数であり、ビットの半数を共有鍵として残す。
[0045] Alice及びBobは、傍受者Eveの存在を確認するために自らの残ったビットストリングの所定のサブセットを比較することができる。第三者が光子の変更に関する任意の情報を得ている場合、Bobの測定に誤差が生じる。他の環境条件も同様の方法で誤差を引き起こし得る。ビットの誤差率が所定の閾値未満の場合、誤差を訂正するために誤差訂正技法を使用することができ、秘匿性増幅を使用して鍵の長さを短くするという代償を払ってEveの鍵の知識を任意の少ない量に減らすことができる。ビットの誤差率が所定の閾値を上回る場合、鍵のセキュリティを保証できないため、両者は、鍵を打ち切り、場合により異なる量子チャネルを用いて再度試みる。
量子鍵強化ハードウェアセキュリティモジュール
[0046] 典型的なクラウドコンピューティング環境は、異なる位置のシステムで構成され、複数の環境のメンバを含むことができ、その結果、セキュリティ要件を複雑化している。クラウドコンピューティングでは、セキュリティの責任がクラウドプロバイダ及びクラウドサービスのユーザ間で共有される。クラウドプロバイダは、自らのインフラが安全であることを保証する必要があり、ユーザは、強いパスワード及び認証手段を使用する必要がある。クラウドセキュリティは、データ記憶域及び伝送のセキュリティだけでなく、クラウドプラットフォーム内の通信相手（例えば、クラウドノード、サービス、コンポーネント）の識別情報及び状態を確認することができる手段も含む必要がある。加えて、クラウドプラットフォームが外部ノード（例えば、クライアントノード）と通信している場合、認証及び状態確認のためのセキュリティ手段が必要である。
[0047] 多くの金融サービスプロバイダによって使用される従来のセキュリティ手段は、セキュリティを保証するために計算の複雑性（例えば、強い暗号化方法）に依拠することが多い。しかし、高度な量子コンピューティング又はクラウドコンピューティング技術の最近の発展は、通常のコンピュータでは計算的に不可能であると考えられていた問題を解決する潜在能力を有し得、従って従来のデータ暗号化技法の安全性を下げている。例えば、Shorのアルゴリズムは、公開鍵暗号方式（例えば、ＲＳＡ）を破る能力を示しており、Groverのアルゴリズムは、対称暗号鍵を総当たり攻撃で見つけるために使用される計算量を大幅に減らした。
[0048] ハードウェアセキュリティモジュール（ＨＳＭ）の使用を含め、データセキュリティを高めるために特定の高度な暗号技術をクラウドコンピューティング内に適用することができる。ＨＳＭは、耐改竄ハードウェア装置内の安全な鍵の記憶及び暗号操作を可能にするハードウェア装置である。ＨＳＭは、安全に暗号鍵材料を記憶し、装置の暗号境界の外側にさらすことなく鍵材料を使用するように設計される。典型的なＨＳＭは、コンピュータ又はネットワークサーバに直接付加するプラグインカード又は外部装置の形態でもたらされ得る。
[0049] クラウドコンピューティング設定では、顧客（例えば、企業ユーザ）は、データベースの暗号化、デジタル権管理（ＤＲＭ）、公開鍵インフラ（ＰＫＩ）、認証及び承認、文書の署名、並びに取引の処理を含む様々なセキュリティ応用のために顧客によって所有されるが、クラウド内に併置される専用ＨＳＭ装置を含み得るクラウドＨＳＭを利用することができる。クラウドＨＳＭのフロントエンドアプリケーションプログラミングインタフェース（ＡＰＩ）は、ユーザがクラウドＨＳＭを自らのビジネスアプリケーションと統合することを可能にする開発インタフェースを提供し得る。クラウドＨＳＭの典型的なフロントエンドＡＰＩは、C標準ライブラリ形式で提供することができ、PKCS#11、Bsafe、ＣＤＳＡ等の標準インタフェースをサポートすることができる。
[0050] ＨＳＭは、ハードウェアコンポーネントを使用して鍵を生成及び保護することにより、ソフトウェアに基づくシステムよりも高レベルのセキュリティを提供できるが、改竄のない鍵配送を保証することはできない。セキュリティを更に向上させるために、クラウドＨＳＭは、量子鍵配送機構を実装することができる。より表面的には、量子鍵に基づくＨＳＭは、量子鍵を得るために様々な種類のインタフェース（例えば、ネットワークインタフェース、ユニバーサルシリアルバス（ＵＳＢ）インタフェース又はコンソールインタフェース）を介して量子鍵配送機器に結合可能な量子鍵投入モジュールを含むことができる。図１は、一実施形態による、バーチャルプライベートネットワーク（ＶＰＮ）間の量子鍵強化セキュア通信を示す。図１では、ＶＰＮ（ＶＰＮ１０２及びＶＰＮ１０４）のそれぞれが量子鍵配送（ＱＫＤ）モジュールに結合される。例えば、ＶＰＮ１０２は、ＱＫＤ１０６に結合され、ＶＰＮ１０４は、ＱＫＤ１０８に結合される。ＱＫＤモジュール１０６及び１０８は、量子チャネル１１０を介して互いに結合し得る。ＶＰＮ１０２及び１０４は、古典的な又は従来の通信チャネル１１２を介して互いに結合される。ＱＫＤモジュール１０６及び１０８は、量子鍵の交換を円滑化することができ、ＶＰＮ１０２及び１０４のＨＳＭは、対応するＱＫＤモジュールからネゴシエート済みの量子鍵をそれぞれ取得し且つ保持することができる。量子鍵を使用し、ＶＰＮ１０２及び１０４は、安全な方法で互いに通信することができる。
[0051] 量子鍵強化ＨＳＭは、クラウドコンピューティングに一定レベルのセキュリティを与え得るが、このセキュリティ解決策単独では、ユーザ挙動及び計算ノード（例えば、クラウドノード又はクライアントマシン）の実行環境の動的なモニタリング又は測定を提供しない。エンドツーエンドユーザのプラットフォームの完全性及びユーザの識別情報の有効性を保証できないため、ユーザのデータのセキュリティを保証することはできない。
トラステッドコンピューティング
[0052] トラステッドコンピューティングは、信頼できるコンピュータプラットフォームを構築することに向けてトラステッドコンピューティンググループ（ＴＣＧ）によって開発された新たな技術である。トラステッドコンピューティングにより、コンピュータが一貫して予期された方法で振る舞い、それらの挙動は、コンピュータハードウェア及びソフトウェアによって強制される。この挙動を強制することは、システムの残りの部分にとってアクセス不能な固有の暗号鍵をハードウェアにロードすることによって実現される。ＴＣＧによれば、「トラステッドのコンポーネント、演算又はプロセスとは、その挙動がほぼ全ての動作条件下で予測可能であり、且つアプリケーションソフトウェア、ウイルス及び所与のレベルの物理的干渉による破壊に極めて耐性を示すものである」。
[0053] トラステッドコンピューティングの中核は、信頼のルート及び信頼チェーンである。トラステッドコンピューティングでは、信頼のルートは、トラステッドプラットフォームモジュール（ＴＰＭ）等の工場で実装済みのハードウェア又はファームウェアであり得る。ＴＰＭは、専用の経済的な暗号チップとして実装することができる。ＴＰＭは、計算プラットフォームに物理的に接続することができ、外部バスを介してＣＰＵ（中央処理装置）に結合され得る。例えば、パーソナルコンピュータ（ＰＣ）上のＴＰＭは、ＰＣのメインボード上に搭載し、ローピンカウント（ＬＰＣ）バスによって接続され得る。プラットフォームを認証するための情報を記憶することに加えて、ＴＰＭは、プラットフォームが信頼できるままであることを保証することを促進するプラットフォーム測定を記憶するためにも使用することができる。認証（自らが見掛け通りのものであることをプラットフォームが確実に証明できるようにする）及び証明（プラットフォームが信頼でき、侵害されていないことを証明することを促進するプロセス）は、全ての環境内でより安全なコンピューティングを保証するのに必要なステップである。
[0054] 信頼チェーンは、信頼のルートからの境界を広げるための反復的手段である。現在実行されているコンポーネントの信頼性は、前に実行されていたコンポーネントの信頼性に基づく。信頼のルート（信頼アンカとしても知られる）から開始し、プラットフォームの計算環境が変化する度に（例えば特定のコードの実行）、信頼を維持することができ、それにより確実な信頼チェーンを確立する場合、そのプラットフォームは、ローカルエンティティ及び遠隔エンティティによって信頼できると見なされ得る。
[0055] トラステッドコンピューティング技術は、トラステッド測定、トラステッド報告、トラステッド記憶及びトラステッドネットワーキングを含み得る。図２は、トラステッドコンピューティンググループによって定められるＰＣ内の信頼チェーンを示す。より詳細には、図２は、測定、報告、記憶及びログに関する信頼チェーンを示す。
[0056] ＴＰＭに加えて、トラステッドプラットフォームコントロールモジュール（ＴＰＣＭ）も開発されている。ＴＰＭは、下位装置であり、（図２に示すように）改竄される脅威に直面するＢＩＯＳ内にトラステッド測定のルートが入れられた。ＴＰＣＭは、トラステッド測定のルートをモジュール内に組み込み、それにより測定のルート及び原点を保護し、ブートシーケンス及び測定シーケンスを修正する。従って、信頼アンカとしてＴＰＣＭチップを使用して信頼チェーンを確立することができ、それによりＴＰＣＭチップがシステムのブート、Ｉ／Ｏ及びプロビジョニングを制御することを可能にする。
[0057] 計算プラットフォームの動作中、ＴＰＣＭは、システムが次のレベルの実行可能コードに制御を移す前に次のレベルの実行可能コードの完全性を確実にする必要がある。システムの制御は、その後のレベルの実行可能コードに転送され続け、それにより信頼チェーンが確立される。より詳細には、ＴＰＣＭ又はＴＰＭは、トラステッド状態からブートプロセスを開始し、オペレーティングシステムが完全にブートし、アプリケーションが実行されるまでその信頼を広げることができる。
[0058] 公開鍵暗号は、ｅコマース、インターネットバンキング、機密電子メール等の一連のネットワーク活動のための情報を安全に電子転送することを促進するために使用されている。公開鍵暗号化システムでは、受信者の公開鍵を使用してメッセージを誰でも暗号化できるが、そのメッセージは、受信者の秘密鍵を使用してのみ復号することができる。公開鍵暗号化システムの強さは、適切に生成された秘密鍵がその対応する公開鍵から決定される困難度（計算の非現実性）によって決まる。公開鍵暗号化システムは、効率的解法が現在認められていない数学問題、とりわけ特定の整数の因数分解、離散対数及び楕円曲線関係に固有のものに基づく暗号アルゴリズムを利用することが多い。公開鍵アルゴリズムの例は、ＲＳＡ、ＥＣＣ（楕円曲線暗号）、ＤＳＡ（デジタル署名アルゴリズム）、E1Gamal署名方式等を含み得る。先に論じたように、高度な量子コンピューティング又はクラウドコンピューティング技術の最近の発展は、通常のコンピュータでは計算的に不可能であると考えられていた問題を解決する潜在能力を有することができ、従って従来のデータ暗号化技法の安全性を下げている。
セキュアシステムアーキテクチャ
[0059] 図３は、一実施形態による、量子鍵配送及びトラステッドコンピューティングに基づく例示的なセキュアクラウドコンピューティングシステムのアーキテクチャを示す。セキュアクラウドコンピューティングシステム３００は、クラウドプロバイダ及びクラウドユーザ等の幾つかの参加エンティティを含み得る。サードパーティ認証局（ＣＡ）によってトラステッド証明書が発行される場合、ＣＡもセキュアクラウドコンピューティングシステム３００の一部になる。図３に示す例ではＣＡが含まれていない。
[0060] クラウドプロバイダは、クラウド制御プラットフォーム並びにハードウェアコンポーネント及びソフトウェアコンポーネントの両方を含む様々なクラウドインフラを提供する役割を担う。図３に示す例では、全クラウドコンピューティングシステムを２つの領域、即ちクラウドプロバイダによって制御される領域（陰影領域として示す）とクラウドユーザによって制御される領域（斜線領域として示す）とに分けることができる。
[0061] 一部の実施形態では、トラステッドコンピューティングは、クラウドプロバイダ領域及びユーザ領域の両方において実装される。例えば、サーバ（例えば、サーバのクラスタ３０２及び３０４）、クラウド制御ノード（例えば、ノード３０６及び３０８）及びＨＳＭ（例えば、ＨＳＭのプール３１０）を含み得るクラウドプロバイダによって提供される機器は、ＴＰＭ等のトラステッドコンピューティングを強制するモジュールを備えることができる。これらのＴＰＭは、ハードウェア、ファームウェア及びソフトウェアモジュールとして実装することができる。更に、クライアントマシン、データベース（例えば、データベース３１２）、クラウドＨＳＭ（例えば、クラウドＨＳＭのプール３１４）等のユーザによって制御される機器もＴＰＭを備えることができる。クラウド内の及びユーザマシン上のＴＰＭは、動的な信頼測定及びトラステッド記憶を確実にする。
[0062] トラステッドコンピューティングに加えて、クラウドプロバイダ領域及びユーザ領域の両方にＱＫＤ技術を実装することもできる。より詳細には、鍵のロゴによって図示するように、クラウドノード間の量子鍵の交換を有効にすることができる。他方では、二種類のクライアントが存在することができ、あるクライアント群（例えば、クライアント群３１６）は、ＱＫＤモジュールを備えるのに対し、他のクライアント群（例えば、クライアント群３１８）は、量子鍵交換機能を有さない。図３に示す例では、ＱＫＤを可能にするための量子チャネルも含む通信チャネル（例えば、通信チャネル３２２）を実線で示すのに対し、量子チャネルを含まない通信チャネル（例えば、通信チャネル３２４）を破線で示す。より詳細には、ＱＫＤ対応の通信チャネル上では、通信相手が量子チャネルを使用して暗号鍵をネゴシエートし、ネゴシエート済みの鍵を安全な通信のために使用することができる。例えば、ユーザ群３１６内のユーザは、量子強化セキュアチャネルを使用してクラウドサーバと通信することができる。更に、ユーザは、ＱＫＤ対応の通信チャネルにより自らのクラウドＨＳＭの初期構成を行うことができる。同様に、クラウド内のノード（例えば、クラウド制御ノード及びクラウドサーバ）も、ＢＢ８４又はEkert-91（Ｅ９１）方式等のＱＫＤ方式を介して、ネゴシエート済みの鍵を使用して互いに通信することができる。他方では、ユーザ群３１８内のユーザは、従来の技術によってネゴシエートされた鍵を使用してのみクラウドサーバと通信することができる。
[0063] 一部の実施形態では、複数のトラステッドクラウド制御ノード（例えば、図３に示すノード３０６及び３０８）は、クラウドのための認証局（ＣＡ）として機能し得るトラステッド承認センタを形成することができる。トラステッド承認センタは、クライアントマシン及びクラウドサーバ（例えば、図３に示すサーバクラスタ３０２及び３０４）に結合することができ、サーバ及びクライアントにトラステッド証明書及び鍵を発行する役割を担い得る。図４は、一実施形態によるセキュアシステムの簡易図を示す。セキュアシステム４００は、トラステッドクライアント４０２、トラステッドサーバ４０４及びトラステッド承認センタ４０６を含み得る。セキュアシステム４００内の各コンポーネントは、トラステッドコンピューティングを使用可能とすることができ、即ちＴＰＭ又はＴＰＣＭを備える。
[0064] トラステッドサーバ４０４は、サーバクラスタの独立型サーバであり得る。トラステッド承認センタ４０６は、承認の役割を共同で共有及び実行する複数のトラステッド制御ノードを含み得る。一部の実施形態では、トラステッド制御ノードがサードパーティＣＡによって発行されるか、又は特定のトラステッド制御ノードによって生成されるクラウド秘密鍵を共有する。一実施形態では、各トラステッド制御ノードは、自らのＴＰＭにクラウド秘密鍵の共有情報を保持することができる。ＴＰＭは、クラウド秘密鍵の共有情報を安全に記憶及び管理することを保証する。システム秘密鍵のセキュリティを保証するために、一部の実施形態では、（ｔ，ｎ）閾値秘密共有方式（Shamirの方式）を使用して、ｎ個のトラステッド制御ノードがクラウド秘密鍵を共有することを可能にすることができる。
[0065] 一部の実施形態では、トラステッド承認センタ４０６によって提供される、サーバの識別情報及びクラウド制御プラットフォームの識別情報と結び付く秘密鍵又は証明書をトラステッドサーバ４０４が生成することができる。より詳細には、トラステッドサーバ４０４とトラステッド承認センタ４０６に属するトラステッド制御ノードとの間で量子鍵暗号化セキュア通信チャネルを確立することができる。換言すれば、量子暗号鍵は、ＱＫＤネットワークによって配送されている。トラステッドサーバ４０４は、その後、トラステッド承認センタ４０６に属するトラステッド制御ノードのサブセットに要求を送信することができる。それに応答して、被要求側のトラステッド制御ノードのそれぞれは、トラステッドサーバ４０４に副鍵を発行することができる。副鍵は、要求側のサーバのＩＤと、ＴＰＭチップの固有の識別情報及びプラットフォーム構成レジスタ（ＰＣＲ）値を含み得るプラットフォーム情報とに基づいて被要求側のトラステッド制御ノードによって生成され得る。副鍵を生成することは、サーバのトラステッドプラットフォームに関連する情報が関わるため、ＰＫＩシステム内で使用される従来の鍵と比較して解読される可能性が低いことに留意されたい。
[0066] 副鍵は、対応する量子鍵暗号化セキュア通信チャネルを介してトラステッドサーバ４０４に送信され、従って配送のセキュリティを保証することができる。トラステッドサーバ４０４は、副鍵の組を受信し、その後、その副鍵の組から秘密鍵を生成する。トラステッドサーバ４０４の秘密は、トラステッドサーバ４０４のＴＰＭ又はＴＰＣＭに保存され得る。トラステッドサーバ４０４は、この秘密鍵に基づいてトラステッド証明書も生成することができる。サーバの秘密鍵を生成する際に使用されるトラステッドコンピューティングとＱＫＤ技術との組合せは、秘密鍵を安全に記憶及び管理することを保証する。
[0067] 同様に、トラステッドクライアント４０２とトラステッドサーバ４０４とは、１つ又は複数の暗号鍵（例えば、対称鍵）をＱＫＤによってネゴシエートすることができる。鍵ネゴシエーションプロセス中、トラステッドクライアント４０２とトラステッドサーバ４０４とは、証明書及び対応するプラットフォームの状態報告を提供するトラステッド測定レポート（又はＴＰＭレポート）を交換することができる。この証明書及びトラステッド測定レポートに基づき、サーバ及びクライアントは、互いの完全性を認証及び確認することができる。トラステッドクライアント４０２及びトラステッドサーバ４０４が共有鍵を得ることを可能にするためにＱＫＤプロセス（例えば、ＢＢ８４）を実行することができる。トラステッドクライアント４０２及びトラステッドサーバ４０４は、自らの対応するＴＰＭにネゴシエート済みの鍵を記憶することができる。或いは、トラステッドクライアント４０２及びトラステッドサーバ４０４は、暗号鍵を周辺記憶装置に記憶することができる。セキュリティを維持するために、周辺装置に暗号鍵を記憶する前にトラステッド記憶域のための鍵を使用して暗号鍵を暗号化することができる。鍵を交換した後、トラステッドクライアント４０２及びトラステッドサーバ４０４は、暗号鍵を使用して互いに通信することができる。一部の実施形態では、その後の通信中にプラットフォームの完全性を検査するために、トラステッドクライアント４０２及びトラステッドサーバ４０４は、暗号鍵を使用して暗号化された現在のＰＣＲ値を各メッセージに含めることができる。鍵ネゴシエーションプロセス中にトラステッド測定レポートを交換することにより、及び交換されるメッセージにＰＣＲ値を含めることにより、トラステッドクライアント４０２及びトラステッドサーバ４０４は、互いの完全性を保証することができ、鍵配送のためにＱＫＤを使用することにより、トラステッドクライアント４０２及びトラステッドサーバ４０４は、鍵配送プロセスのセキュリティを保証できることに留意されたい。
[0068] 概して、ＱＫＤ方式は、鍵の配送のセキュリティ、従ってデータ伝送のセキュリティを保証することができ、プラットフォーム及びユーザのトラステッドコンピューティングに基づく認証は、プラットフォーム及びユーザの有効性を保証することができ、トラステッドコンピューティングに基づく環境測定及び挙動測定は、通信に参加する当事者の環境及び挙動の信頼性を保証することができる。
[0069] このセキュアシステムは、アクセス層内のトラステッドルータ、トラステッドスイッチ、トラステッドプロキシサーバ等、トラステッドコンピューティングを実装する他のコンポーネントも含み得る。それらのコンポーネントは、セキュアシステム（例えば、セキュアクラウドコンピューティングシステム）内で様々な機能を実行することができる。説明図を簡単にするために、これらのコンポーネントは、図３及び図４に示されていない。
セキュアシステムの動作
[0070] 一部の実施形態では、セキュアシステムの初期設定は、ＣＡ証明書及び公開鍵－秘密鍵の対を生成することを含み得るトラステッド承認センタの初期設定を含むことができる。一部の実施形態では、トラステッド承認センタは、単一のエンティティを含むことができ、ＣＡ証明書及び秘密鍵をサードパーティトラステッド公的機関から得ることができる。証明書を発行する前に、トラステッド承認センタに関連する識別情報及びプラットフォーム情報をサードパーティ信頼公的機関が確認する。或いは、トラステッド承認センタは、トラステッド承認センタを共同で管理及び制御する複数のトラステッド制御ノードを含み得る。
[0071] 図５は、一実施形態による、トラステッド承認センタの例示的な初期設定プロセスを示すフローチャートを示す。初期設定中、トラステッド承認センタに関連する公開鍵－秘密鍵の対を得る（操作５０２）。この公開鍵－秘密鍵の対は、サードパーティトラステッド公的機関から得ることができ、又はトラステッド承認センタ内のマスタトラステッド制御ノードによって生成され得る。マスタトラステッド制御ノードを選択するために、信頼レベル等の様々な基準を使用できることに留意されたい。或いは、マスタトラステッド制御ノードは、無作為に選択することができる。一部の実施形態では、公開鍵－秘密鍵の対は、マスタトラステッド制御ノードのＴＰＭ又はＴＰＣＭチップによって生成され得る。
[0072] 公開鍵－秘密鍵の対のうちの公開鍵を公にする（操作５０４）。より詳細には、この公開鍵は、トラステッド承認センタ内の全ての制御ノードに対して公にされ得る。加えて、クラウド内の他のノードもこの公開鍵を通知され得る。次いで、秘密共有方式（例えば、（ｔ，ｎ）閾値法）を使用し、秘密鍵（クラウド秘密鍵としても知られる）を幾つかの共有情報に分割することができる（操作５０６）。この（ｔ，ｎ）閾値秘密共有方式は、秘密をｎ個の共有情報に分割することを可能にし、ｎ個のうちの任意のｔ個（又はｔを上回る数）の共有情報を使用して秘密を回復できることに留意されたい。トラステッド承認センタ内にｎ個のトラステッド制御ノードがある場合、秘密鍵をｎ個の共有情報に分割することができ、各共有情報は、Ｓｉ（ｉ＝１，２，．．．，ｎ）として示される。次いで、クラウド秘密鍵のｎ個の共有情報を量子強化セキュア通信チャネルによってｎ個のトラステッド制御ノードに１つずつ送信することができる（操作５０８）。量子強化セキュアチャネルは、ＱＫＤプロセスによってトラステッド制御ノード間で確立できることに留意されたい。例えば、任意の２つのトラステッド制御ノードは、暗号化に使用可能な対称鍵をＱＫＤによって交換することができる。クラウド秘密鍵の特定の共有情報は、受信側のトラステッド制御ノードに送信される前に対称鍵を使用して暗号化することができる。
[0073] 各トラステッド制御ノードは、その後、受信したクラウド秘密鍵の共有情報（Ｓｉ）を自らのＴＰＭ又はＴＰＣＭチップに記憶することができる（操作５１０）。それぞれのトラステッド制御ノードによって生成される公開鍵－秘密鍵の対と区別するために、トラステッド承認センタの公開鍵－秘密鍵の対は、クラウド公開鍵－秘密鍵の対と呼ぶことができる。マスタトラステッド制御ノードが攻撃されるか又は危険にさらされることによるクラウド秘密鍵の喪失を防ぐために、マスタトラステッド制御ノードは、他のトラステッド制御ノードに送信されたクラウド秘密鍵及び共有情報を削除することができる。
[0074] サーバがクラウドに最初に参加するとき、クラウドのトラステッド承認センタからトラステッド証明書及び秘密鍵を得るためにそのサーバが初期設定される必要もある。より詳細には、新たに参加したクラウドサーバとトラステッド承認センタとの間の相互認証後、トラステッド承認センタは、クラウドサーバにサーバ固有の秘密鍵を発行することができる。サーバ固有の秘密鍵は、クラウドサーバの識別情報及びクラウド秘密鍵の両方に基づいて生成され得る。クラウドサーバは、サーバ固有の秘密鍵に基づいてトラステッド証明書を生成することができる。
[0075] 図６は、一実施形態による、トラステッドクラウドサーバの例示的な初期設定プロセスを示すフローチャートを示す。初期設定中、トラステッドクラウドサーバは、トラステッド承認センタに属するトラステッド制御ノードのサブセットにサービス要求を送信し（操作６０２）、要求を受信する各トラステッド制御ノードと相互認証を行う（操作６０４）。サブセット内のトラステッド制御ノードの数は、クラウド秘密鍵の共有に使用される秘密共有方式に依存する。例えば、（ｔ，ｎ）閾値法を使用する場合、サーバは、サービス要求を少なくともｔ個のトラステッド制御ノードに送信することができる。相互認証は、デジタル証明書を交換することによって行うことができる。より詳細には、トラステッドクラウドサーバは、自らの識別情報及び自らのＴＰＭと結び付くデジタル証明書を自らのサービス要求に付加することができる。それに応答して、受信側のトラステッド制御ノードは、同じくトラステッド制御ノードの識別情報及びＴＰＭと結び付く自らのデジタル証明書をトラステッドクラウドサーバに送信することもできる。
[0076] 相互認証後、各トラステッド制御ノードは、要求側のクラウドサーバの副鍵を生成することができる（操作６０６）。より詳細には、副鍵は、要求側のクラウドサーバの識別情報及びＴＰＭ情報に基づいて生成することができる。ＴＰＭ情報は、ＴＰＭの固有の識別情報及びＰＣＲ値を含み得る。ＰＣＲ値は、トラステッドプラットフォームの最初のトラステッド測定結果を抽出するために使用することができ、プラットフォームの信頼性についてのその後の測定の基準として後に使用できることに留意されたい。一部の実施形態では、要求側のクラウドサーバの抽出済みの最初のトラステッド測定結果を他のトラステッド制御ノードがマスタトラステッド制御ノードに送信することができ、マスタトラステッド制御ノードは、要求側のクラウドサーバに関連する最初のトラステッド測定結果のレコードを保持する役割を担い得る。
[0077] クラウドサーバｕについてトラステッド制御ノードｒによって生成される副鍵は、次式：
Figure 0007011646000005
として計算することができ、但し、ｉ＝１，．．．，ｎ、ｒ＝１，．．．，ｔであり、ｉｒは、ｎ個のノードから選択される任意のｔ個のノードを示す。例えば、ｉ＝３且つｔ＝１は、３つの制御ノードから選択されるトラステッド制御ノードを指すことができ、
Figure 0007011646000006
は、被要求側のトラステッド制御ノードのＴＰＭに記憶されるクラウド副鍵（又はクラウド秘密鍵の共有情報）であり得る。ｅｘｐｉｒｅ＿ｔｉｍｅは、タイムスタンプの値であり得、ｕＩＤは、特定のアルゴリズムに従って要求側のクラウドサーバの識別情報に基づいて計算することができ、ＴＰＭＩＤは、特定のアルゴリズムに従って要求側のクラウドサーバのＴＰＭ情報に基づいて計算することができる。ＴＰＭの代わりにＴＰＣＭを使用する場合、公式内でＴＰＣＭＩＤを使用することができる。ｕＩＤ／ＴＰＭＩＤ／ｅｘｐｉｒｅ＿ｔｉｍｅは、これらの３つのパラメータに基づく出力を生成することができる所定のアルゴリズムを示し得る。副鍵Ｓｕｒに加えて、被要求側のトラステッド制御ノードは、副鍵に基づいて要求側のクラウドサーバのサブ証明書も生成することができる。
[0078] 要求側のクラウドサーバ及び被要求側のトラステッド制御ノードは、量子強化セキュア通信チャネルを確立することができ（操作６０８）、被要求側のトラステッド制御ノードは、要求側のクラウドサーバに副鍵を伝送することができる（操作６１０）。クラウドサーバとトラステッド制御ノードとの間で量子強化セキュア通信チャネルを確立することは、対称鍵がネゴシエートされ得るＱＫＤプロセス（例えば、ＢＢ８４）を伴うことができ、クラウドサーバに副鍵を伝送することは、ネゴシエート済みの対称鍵を使用して副鍵を暗号化することを含み得る。暗号化された副鍵を受信すると、要求側のクラウドサーバは、ネゴシエート済みの対称鍵を使用してその副鍵を復号することができる。
[0079] トラステッド制御ノードのサブセット（例えば、ｔ個のトラステッド制御ノード）から副鍵を受信した後、要求側のクラウドサーバは、自らの秘密鍵を生成するために副鍵を組み合わせることができる（操作６１２）。より詳細には、ｔ個のトラステッド制御ノードからｔ個の副鍵を受信することにより、エンティティは、実質的にｔ個の点の座標（Ｘｉ１，Ｓｕ１），（Ｘｉ２，Ｓｕ２），．．．，（Ｘｉｔ，Ｓｕｔ）を取得し、その後、ラグランジュ補間を使用して原関数ｆ（Ｘ）を得ることができる。クラウドサーバｕのサーバ固有の秘密鍵（即ちＳｕ）は、ｆ（０）として計算することができる。一部の実施形態では、Ｓｕを、
Figure 0007011646000007
として計算することができ、但し、Ｘは、ラグランジュ補間において使用される変数であり、１、２、３、．．．に等しいものとして設定することができる。
[0080] クラウドサーバは、その後、自らのＴＰＭに生成済みの秘密鍵を記憶することができる（操作６１４）。クラウドサーバは、その秘密鍵に基づいてトラステッド証明書を作成することができる（操作６１６）。トラステッド証明書は、トラステッド承認センタによって提供されるトラステッドクラウドプラットフォームの一部であるものとしてクラウドサーバを認証するために後に使用することができる。
[0081] クラウドクライアントは、図６に示すのと同様のプロセスを使用してトラステッド証明書及び秘密鍵を得ることもできる。トラステッドクラウドサーバ及びトラステッドクラウドクライアントがクラウドに参加すると、クラウドサーバとクラウドクライアントとの間にセキュア通信チャネルを確立することができる。より詳細には、セキュア通信は、ＱＫＤ技術及びトラステッドコンピューティング技術の両方に基づいて確立することができる。
[0082] 図７は、一実施形態による、トラステッドクライアントとトラステッドクラウドサーバとの間のセキュア通信チャネルを確立するプロセスを記載する図を示す。動作中、トラステッドクライアント７０２は、トラステッドサーバ７０４に鍵ネゴシエーション要求を送信する（操作７０６）。この要求は、（トラステッドクライアント７０２のＴＰＭに記憶され得る）トラステッド証明書及びトラステッドクライアント７０２の信頼性を反映するトラステッド測定レポートを含み得る。トラステッドサーバ７０４は、トラステッド証明書及びトラステッド測定レポートの両方に基づいてトラステッドクライアント７０２を認証する（操作７０８）。
[0083] トラステッドサーバ７０４は、その後、トラステッドクライアント７０２に応答を送信することができる（操作７１０）。応答は、トラステッド承認センタによって発行されるトラステッド証明書及びトラステッドサーバ７０４の信頼性を反映するトラステッド測定レポートを含み得る。応答を受信すると、トラステッドクライアント７０２は、トラステッド証明書及び信頼性の測定レポートの両方に基づいてトラステッドサーバ７０４を認証する（操作７１２）。
[0084] 相互認証後、トラステッドクライアント７０２及びトラステッドサーバ７０４は、ＱＫＤ方式（例えば、ＢＢ８４）を使用して対称鍵をネゴシエートし（操作７１４）、自らの対応するＴＰＭ又はＴＰＣＭにその鍵を記憶することができる（操作７１６及び７１８）。その後、トラステッドクライアント７０２とトラステッドサーバ７０４とは、ネゴシエート済みの鍵を使用して互いに安全に通信することができる（操作７２０）。両方の当事者の完全性を保証するために、交換される各メッセージは、ネゴシエート済みの鍵を使用して同じく暗号化されるＰＣＲ値を含み得る。例えば、クライアントによってサーバに送信されるメッセージに、クライアントのＴＰＭから得た暗号化済みの現在のＰＣＲ値を付加することができる。同様に、サーバによってクライアントに送信されるメッセージに、サーバのＴＰＭから得た暗号化済みの現在のＰＣＲ値を付加することができる。鍵配送プロセスのセキュリティを保証するためにＱＫＤを使用することに加えて、ＴＰＭに暗号鍵を記憶することにより、及び各交換においてＰＣＲ値を確認することにより、本明細書で開示する実施形態は、通信プロセス中にプラットフォームの完全性も保証できることに留意されたい。
[0085] 図８Ａは、一実施形態によるトラステッドクライアントのブロック図を示す。トラステッドクライアント８００は、ＴＰＭ８０２、ＱＫＤモジュール８０４、認証モジュール８０６、送信モジュール８０８、受信モジュール８１０及び暗号化／復号モジュール８１２を含み得る。ＴＰＭ８０２は、鍵及び／又は証明書を記憶及び生成すること並びにプラットフォームの状態をモニタすることを含む様々なトラステッドコンピューティング機能を提供することができる。ＱＫＤモジュール８０４は、量子チャネル上で鍵をネゴシエートする役割を担い得る。ネゴシエートされた鍵は、ＴＰＭ８０２に記憶される。認証モジュール８０６は、トラステッドクラウドサーバ等の通信相手を認証する役割を担い得る。一部の実施形態では、識別情報を確認することに加えて、認証モジュール８０６は、通信相手によって送信されるＴＰＭレポート（信頼性の様々なメトリクスを含み得る）に基づいて通信相手の完全性を確認することもできる。一部の実施形態では、認証モジュール８０６がＴＰＭ８０２に含まれ得る。送信モジュール８０８は、通信相手にメッセージを伝送する役割を担い得る。メッセージは、鍵ネゴシエーション要求、鍵のネゴシエーション中に交換されるメッセージ、及びセキュア通信メッセージを含み得る。受信モジュール８１０は、通信相手からメッセージを受信する役割を担い得る。メッセージは、鍵ネゴシエーション応答、鍵のネゴシエーション中に交換されるメッセージ、及びセキュア通信メッセージを含み得る。ＱＫＤを容易にするために、送信モジュール８０８又は受信モジュール８１０は、量子チャネルにも結合され得る。暗号化／復号モジュール８１２は、安全な通信セッション中に送信されるメッセージを暗号化すること及び受信されるメッセージを復号することを担い得る。
[0086] 図８Ｂは、一実施形態による、セキュア通信チャネルを確立するためのクライアントプロセスを示すフローチャートを示す。動作中、トラステッドクライアントは、クラウドサーバに鍵ネゴシエーション要求を送信することができる（操作８２２）。鍵ネゴシエーション要求は、クラウドのトラステッド承認センタによってクライアントに発行されるトラステッド証明書及びクライアントのＴＰＭによって提供されるトラステッド測定レポートを含み得る。クラウドサーバから応答を受信すると、クライアントは、サーバのトラステッド証明書及びトラステッド測定レポートの両方に基づいてクラウドサーバを認証する（操作８２４）。次いで、クラウドは、ＱＫＤプロセスを使用して１つ又は複数の量子鍵をサーバとネゴシエートし（操作８２６）、自らのＴＰＭにネゴシエート済みの鍵を記憶することができる（操作８２８）。一部の実施形態では、ＴＰＭによって提供されるストレージルート鍵によってネゴシエート済みの鍵を保護することができる。鍵をネゴシエートした後、クライアントは、ネゴシエート済みの鍵を使用してクラウドサーバと通信することができる（操作８３０）。一部の実施形態では、通信中、クライアントは、クラウドサーバに送信される各メッセージに自らのトラステッドプラットフォーム情報（例えば、ＰＣＲ値）を含めて、クラウドサーバがクライアントのプラットフォームの完全性を明らかにできるようにすることができる。
[0087] 図９Ａは、一実施形態によるトラステッドサーバのブロック図を示す。トラステッドサーバ９００は、ＴＰＭ９０２、ＱＫＤモジュール９０４、鍵生成モジュール９０６、証明書生成モジュール９０８、認証モジュール９１０、送信モジュール９１２、受信モジュール９１４及び暗号化／復号モジュール９１６を含み得る。
[0088] ＴＰＭモジュール９０２は、図８に示したＴＰＭモジュール８０２と同様であり得る。ＱＫＤモジュール９０４は、サーバ９００とクライアントとの間の鍵のネゴシエーションを担うだけでなく、サーバ９００とトラステッド承認センタとの間の鍵のネゴシエーションも担う。鍵生成モジュール９０６は、トラステッド承認センタから受信される副鍵の組に基づいてサーバ固有の秘密鍵を生成する役割を担い得る。証明書生成モジュール９０８は、サーバ固有の秘密鍵に基づいて署名証明書（signing certificate）を生成することができる。一部の実施形態では、鍵生成モジュール９０６及び証明書生成モジュール９０８は、ＴＰＭ９０２の一部であり得る。認証モジュール９１０は、トラステッド制御ノード又はクライアントであり得る通信相手を認証する役割を担い得る。送信モジュール９１２及び受信モジュール９１４は、通信相手にメッセージを伝送すること及び通信相手からメッセージを受信することをそれぞれ担い得る。通信相手は、トラステッド制御ノード又はクライアントであり得る。ＱＫＤを容易にするために、送信モジュール９１２又は受信モジュール９１４は、量子チャネルにも結合され得る。暗号化／復号モジュール９１６は、図８に示した暗号化／復号モジュール８１２と同様であり得る。
[0089] 図９Ｂは、一実施形態による、セキュア通信チャネルを確立するためのサーバプロセスを示すフローチャートを示す。動作中、トラステッドサーバは、クライアントから鍵ネゴシエーション要求を受信する（操作９２２）。鍵ネゴシエーション要求は、クラウドのトラステッド承認センタによってクライアントに発行されるトラステッド証明書及びクライアントのＴＰＭによって提供されるトラステッド測定レポートを含み得る。サーバは、クライアントを認証し（操作９２４）、サーバのトラステッド証明書及びトラステッド測定レポートを含む応答を送信して、クライアントがサーバを認証できるようにする（操作９２６）。相互認証後、サーバは、ＱＫＤプロセスを使用して１つ又は複数の量子鍵をクライアントとネゴシエートし（操作９２８）、自らのＴＰＭにネゴシエート済みの鍵を記憶することができる（操作９３０）。鍵をネゴシエートした後、サーバは、ネゴシエート済みの鍵を使用してクライアントと通信することができる（操作９３２）。一部の実施形態では、通信中、サーバは、クライアントに送信される各メッセージに自らのトラステッドプラットフォーム情報（例えば、ＰＣＲ値）を含めて、クライアントがサーバのプラットフォームの完全性を明らかにできるようにすることができる。
[0090] 図１０は、一実施形態によるトラステッド制御ノードのブロック図を示す。一般性を失うことなしに、トラステッド制御ノード１０００は、クラウド秘密鍵を生成するために選択されるノードであり得る。トラステッド制御ノード１０００は、ＴＰＭ１００２、ＱＫＤモジュール１００４、鍵分割モジュール１００６、鍵配送モジュール１００８、副鍵生成モジュール１０１０、認証モジュール１０１２、送信モジュール１０１４、受信モジュール１０１６及び暗号化／復号モジュール１０１８を含み得る。
[0091] ＴＰＭ１００２は、図８に示すＴＰＭモジュール８０２及び図９に示すＴＰＭモジュール９０２のそれぞれと同様であり得る。更に、ＴＰＭ１００２は、クラウド秘密鍵を生成することを担い得る。ＱＫＤモジュール１００４は、トラステッド制御ノード１０００とサーバ９００との間の鍵のネゴシエーションを担い得る。加えて、ＱＫＤモジュール１００４は、トラステッド制御ノード１０００と他のトラステッド制御ノードとの間の鍵のネゴシエーションを担い得る。鍵分割モジュール１００６は、クラウド秘密鍵を幾つかの部分に分割することを担うことができ、鍵配送モジュール１００８は、クラウド秘密鍵の様々な部分を他のトラステッド制御ノードに配送する役割を担い得る。分割されたクラウド秘密鍵の一部もＴＰＭ１００２に記憶され得る。
[0092] 副鍵生成モジュール１０１０は、トラステッドクラウドサーバから初期設定要求を受信することに応答して副鍵を生成する役割を担い得る。より詳細には、副鍵は、ＴＰＭ１００２に記憶されるクラウド秘密鍵の共有情報、タイムスタンプ値並びに要求側のトラステッドクラウドサーバに関連する識別情報、及びプラットフォーム情報（例えば、ＴＰＭの固有の識別情報及びＰＣＲ値）に基づいて生成され得る。一部の実施形態では、副鍵生成モジュール１０１０は、ＴＰＭ１００２の一部であり得る。認証モジュール１０１２は、トラステッドサーバ又はピアトラステッド制御ノードであり得る通信相手を認証する役割を担い得る。送信モジュール１０１４及び受信モジュール１０１６は、通信相手にメッセージを伝送すること及び通信相手からメッセージを受信することをそれぞれ担い得る。通信相手は、トラステッドサーバ又はピアトラステッド制御ノードであり得る。ＱＫＤを容易にするために、送信モジュール１０１４又は受信モジュール１０１６は、量子チャネルにも結合され得る。暗号化／復号モジュール１０１８は、図８に示す暗号化／復号モジュール８１２と同様であり得る。
[0093] 概して、本明細書で開示した実施形態は、クラウドコンピューティングの設定内でデータ及び計算のセキュリティを保証する技術的問題に対する解決策を提供する。より詳細には、コントローラノード、サーバノード、クライアントノード等を含むクラウド内の様々なエンティティは、トラステッドコンピューティングのための規則を強制することができるハードウェア、ファームウェア又はソフトウェアモジュール、及び量子鍵の交換を可能にし得る装置を備えることができる。トラステッドコンピューティングとＱＫＤとを組み合わせることは、セキュリティを強化する。より詳細には、ＱＫＤは、鍵の配送及びデータの伝送に関するセキュリティ保証を提供し得るのに対し、トラステッドコンピューティング技術は、通信に参加する当事者の識別情報の真正性に関するセキュリティ保証を提供し得る。更にトラステッドコンピューティングは、計算環境及び挙動の動的な実行時モニタリングを提供し、それによりクラウドプラットフォームの完全性に関するセキュリティ保証を提供し得る。図５～図１０に示した動作プロセス及びシステム図は、例示目的に過ぎない。ＱＫＤ方式によって特定の鍵の交換を実現し、トラステッドコンピューティング規則の一部又は全てを強制することができる限り、クラウドコンピューティングシステム内の様々なノードは、様々な動作を実行することができ、様々な構造を有し得る。
[0094] 図１１は、本明細書に記載の一部の実施形態による、開示した傍受検出技術を実装するための例示的なクライアント－サーバネットワーク環境を示す。ネットワーク環境１１００は、ネットワーク１１０８によってサーバ１１１０に通信可能に接続される幾つかの電子装置１１０２、１１０４及び１１０６を含む。１つ又は複数の遠隔サーバ１１２０は、サーバ１１１０及び／又は１つ若しくは複数の電子装置１１０２、１１０４及び１１０６に更に結合される。
[0095] 一部の例示的実施形態では、電子装置１１０２、１１０４及び１１０６は、ラップトップコンピュータ又はデスクトップコンピュータ、スマートフォン、ＰＤＡ、ポータブルメディアプレーヤ、タブレットコンピュータ、１つ又は複数のプロセッサが結合されるか又は埋め込まれたテレビ又は他のディスプレイ、ウェブページ又はウェブアプリケーションを表示するために使用可能な他の適切な計算装置等の計算装置であり得る。一例では、電子装置１１０２、１１０４及び１１０６は、ブラウザ又はアプリケーション等のユーザエージェントを記憶する。図１１の例では、電子装置１１０２をスマートフォンとして示し、電子装置１１０４をデスクトップコンピュータとして示し、電子装置１１０６をＰＤＡとして示す。
[0096] サーバ１１１０は、処理装置１１１２及びデータストア１１１４を含む。処理装置１１１２は、例えば、サービススケジューリングプロセス中にサービスプロバイダと電子装置１１０２、１１０４及び１１０６における顧客との間の顧客が開始したサービス又はサービスプロバイダが開始したサービスのスケジューリングを支援するために、データストア１１１４に記憶されるコンピュータ命令を実行する。
[0097] 一部の例示的態様では、サーバ１１１０は、コンピュータサーバ等の単一の計算装置であり得る。他の実施形態では、サーバ１１１０は、サーバコンピュータの動作を実行するために連携する複数の計算装置を表し得る（例えば、クラウドコンピューティング）。サーバ１１１０は、ネットワーク１１０８経由でクライアント装置（例えば、電子装置１１０２、１１０４又は１１０６）におけるブラウザに通信可能に結合されるウェブサーバをホストすることができる。一例では、サービススケジューリングプロセス中にサービスプロバイダと顧客との間の顧客が開始したサービス又はサービスプロバイダが開始したサービスをスケジューリングするためのクライアントアプリケーションをサーバ１１１０がホストすることができる。サーバ１１１０は、ネットワーク１１０８経由で又は別のネットワーク若しくは通信手段経由で１つ又は複数の遠隔サーバ１１２０と更に通信することができる。
[0098] １つ又は複数の遠隔サーバ１１２０は、サーバ１１１０に関して本明細書で記載する様々な機能及び／又は記憶能力を単独で又はサーバ１１１０と組み合わせて実行することができる。１つ又は複数の遠隔サーバ１１２０のそれぞれが様々なサービスをホストすることができる。例えば、サーバ１１２０は、提案される位置に関連するウェブページ又はウェブサイト等の１つ又は複数の提案される位置に関する情報を提供するサービス、１人若しくは複数のユーザ又は１つ若しくは複数の施設の位置を突き止めるためのサービス、ユーザクエリに対する結果を識別するための検索エンジン、１つ又は複数のユーザレビュー又はクエリサービス、又は１つ又は複数の施設、１人又は複数の顧客に関する情報、及び／又は施設に関するレビュー若しくはフィードバックを提供する１つ又は複数の他のサービスをホストすることができる。
[0099] サーバ１１１０は、１つ又は複数の遠隔サーバ１１２０上にホストされるソーシャルネットワーキングサービスを更に保持するか、又はかかるソーシャルネットワーキングサービスと更に通信することができる。１つ又は複数のソーシャルネットワーキングサービスは、様々なサービスを提供することができ、ユーザがプロファイルを作成し、遠隔ソーシャルネットワーキングサービスにおける他のユーザに自分自身を関連付けることを可能にし得る。サーバ１１１０及び／又は１つ若しくは複数の遠隔サーバ１１２０は、ユーザが作成した関連付けを含むソーシャルグラフの生成及び維持を更に促進することができる。ソーシャルグラフは、例えば、遠隔ソーシャルネットワーキングサービスの全ユーザのリスト及び遠隔ソーシャルネットワーキングサービスの他のユーザに対するそれらの者の関連付けを含み得る。
[00100] １つ又は複数の遠隔サーバ１１２０のそれぞれは、コンピュータサーバ等の単一の計算装置であり得、又はサーバコンピュータの動作を実行するために連携する複数の計算装置を表し得る（例えば、クラウドコンピューティング）。一実施形態では、サーバ１１１０及び１つ又は複数の遠隔サーバ１１２０を単一のサーバとして又はサーバのクラスタとして実装することができる。一例では、サーバ１１１０と１つ又は複数の遠隔サーバ１１２０とは、ネットワーク１１０８経由でクライアント装置（例えば、電子装置１１０２、１１０４又は１１０６）におけるユーザエージェントを介して通信することができる。
[00101] ユーザは、電子装置１１０２、１１０４及び１１０６にインストールされたクライアントアプリケーションを介して、サーバ１１１０によってホストされるシステムと、及び／又は遠隔サーバ１１２０によってホストされる１つ又は複数のサービスとインタラクトすることができる。或いは、ユーザは、電子装置１１０２、１１０４、１１０６におけるウェブベースのブラウザアプリケーションを介してシステム及び１つ又は複数のソーシャルネットワーキングサービスとインタラクトすることができる。クライアント装置１１０２、１１０４、１１０６、システム及び／又は１つ若しくは複数のサービス間の通信は、ネットワーク（例えば、ネットワーク１１０８）によって円滑化され得る。
[00102] クライアント装置１１０２、１１０４、１１０６、サーバ１１１０及び／又は１つ若しくは複数の遠隔サーバ１１２０間の通信は、様々な通信プロトコルによって円滑化され得る。一部の態様では、クライアント装置１１０２、１１０４、１１０６、サーバ１１１０及び／又は１つ若しくは複数の遠隔サーバ１１２０は、必要に応じて、デジタル信号処理回路を含み得る通信インタフェース（不図示）によって無線で通信することができる。通信インタフェースは、とりわけモバイル通信用グローバルシステム（ＧＳＭ（登録商標））音声呼出、ショートメッセージサービス（ＳＭＳ）、エンハンストメッセージングサービス（ＥＭＳ）又はマルチメディアメッセージングサービス（ＭＭＳ）メッセージング、符号分割多元接続（ＣＤＭＡ）、時分割多元接続（ＴＤＭＡ）、パーソナルデジタルセルラ（ＰＤＣ）、広帯域符号分割多元接続（ＷＣＤＭＡ（登録商標））、ＣＤＭＡ２０００又は汎用パケット無線システム（ＧＰＲＳ）を含む様々なモード又はプロトコル下で通信を可能にし得る。例えば、通信は、無線周波数トランシーバ（不図示）によって行われ得る。加えて、Bluetooth（登録商標）対応装置、WiFi（登録商標）又はそのような他のトランシーバの使用によるものを含む短距離通信が行われ得る。
[00103] ネットワーク１１０８は、例えば、パーソナルエリアネットワーク（ＰＡＮ）、ローカルエリアネットワーク（ＬＡＮ）、キャンパスエリアネットワーク（ＣＡＮ）、メトロポリタンエリアネットワーク（ＭＡＮ）、広域ネットワーク（ＷＡＮ）、ブロードバンドネットワーク（ＢＢＮ）、インターネット等の何れか１つ又は複数を含み得る。更にネットワーク１１０８は、これだけに限定されないが、バスネットワーク、星状ネットワーク、環状ネットワーク、メッシュネットワーク、星状バスネットワーク、木状ネットワーク、階層ネットワーク等を含むネットワークトポロジの何れか１つ又は複数を含み得る。
[00104] 図１２は、本技術の一部の実装形態がこれを用いて実装される電子システムを概念的に示す。電子システム１２００は、１つ又は複数のプロセッサが埋め込まれるか又は結合されたクライアント、サーバ、コンピュータ、スマートフォン、ＰＤＡ、ラップトップ若しくはタブレットコンピュータ、又は他の任意の電子装置のようなものであり得る。かかる電子システムは、様々な種類のコンピュータ可読媒体及び他の様々な種類のコンピュータ可読媒体のためのインタフェースを含む。電子システム１２００は、バス１２０８、処理装置１２１２、システムメモリ１２０４、読取専用メモリ（ＲＯＭ）１２１０、永続記憶装置１２０２、入力装置インタフェース１２１４、出力装置インタフェース１２０６及びネットワークインタフェース１２１６を含む。
[00105] バス１２０８は、電子システム１２００の多くの内部装置を通信可能に接続する全てのシステムバス、周辺バス及びチップセットバスをまとめて表す。例えば、バス１２０８は、処理装置１２１２をＲＯＭ１２１０、システムメモリ１２０４及び永続記憶装置１２０２と通信可能に接続する。
[00106] これらの様々なメモリユニットから、処理装置１２１２が本開示のプロセスを実行するために実行するための命令及び処理するためのデータを取得する。処理装置は、単一のプロセッサ又は別の実装形態ではマルチコアプロセッサであり得る。
[00107] ＲＯＭ１２１０は、電子システム１２００の処理装置１２１２及び他のモジュールによって必要とされる静的データ及び命令を記憶する。他方では、永続記憶装置１２０２は、リード／ライトメモリ装置である。この装置は、電子システム１２００がオフのときでも命令及びデータを記憶する不揮発性メモリユニットである。本開示の一部の実装形態は、永続記憶装置１２０２として大容量記憶装置（磁気ディスク又は光ディスク及びその対応するディスクドライブ等）を使用する。
[00108] 他の実装形態は、永続記憶装置１２０２としてリムーバブル記憶装置（フロッピディスク、フラッシュドライブ及びその対応するディスクドライブ等）を使用する。永続記憶装置１２０２と同様に、システムメモリ１２０４は、リード／ライトメモリ装置である。しかし、記憶装置１２０２と異なり、システムメモリ１２０４は、ランダムアクセスメモリ等の揮発性のリード／ライトメモリである。システムメモリ１２０４は、プロセッサが実行時に必要とする命令及びデータの一部を記憶する。一部の実装形態では、本開示のプロセスは、システムメモリ１２０４、永続記憶装置１２０２及び／又はＲＯＭ１２１０に記憶される。これらの様々なメモリユニットから、処理装置１２１２が一部の実装形態のプロセスを実行するために実行するための命令及び処理するためのデータを取得する。
[00109] バス１２０８は、入力装置インタフェース１２１４及び出力装置インタフェース１２０６にも接続する。入力装置インタフェース１２１４は、ユーザが情報を伝達すること及び電子システムへのコマンドを選択することを可能にする。入力装置インタフェース１２１４と共に使用される入力装置は、例えば、英数字キーボード及びポインティング装置（「カーソル制御装置」とも呼ばれる）を含む。出力装置インタフェース１２０６は、例えば、電子システム１２００によって生成される画像の表示を可能にする。出力装置インタフェース１２０６と共に使用される出力装置は、例えば、プリンタ及びブラウン管（ＣＲＴ）又は液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）等のディスプレイ装置を含む。一部の実装形態は、入力装置及び出力装置の両方として機能するタッチスクリーン等の装置を含む。
[00110] 最後に、図１２に示すようにバス１２０８は、ネットワークインタフェース１２１６経由で電子システム１２００をネットワーク（不図示）にも結合する。このようにして、コンピュータは、コンピュータのネットワーク（ローカルエリアネットワーク（「ＬＡＮ」）、広域ネットワーク（「ＷＡＮ」）、イントラネット等、又はインターネット等のネットワーク網の一部であり得る。電子システム１２００の何れかの又は全てのコンポーネントを本開示と共に使用することができる。
[00111] これらの上記の機能は、デジタル電子回路によって又はコンピュータソフトウェア、ファームウェア若しくはハードウェアによって実装することができる。本技法は、１つ又は複数のコンピュータプログラム製品を使用して実装することができる。プログラム可能なプロセッサ及びコンピュータをモバイル装置に含めるか又はモバイル装置としてパッケージ化することができる。本プロセス及び論理フローは、１つ又は複数のプログラム可能なプロセッサによって又は１つ又は複数のプログラム可能な論理回路によって実行することができる。汎用計算装置、専用計算装置及び記憶装置は、通信ネットワーク経由で相互接続することができる。
[00112] 様々な実施形態についての上記の説明は、専ら例示目的及び説明目的で示してきた。これらは、網羅的であることも、本発明を開示した形態に限定することも意図しない。従って、多くの修正形態及び変形が当業者に明らかになる。加えて、上記の本開示は、本発明を限定することを意図するものではない。

Claims (14)

  1. データ及び計算のセキュリティを保証するためのコンピュータ実施方法であって、
    サーバにより、クライアントから鍵ネゴシエーション要求を受信すること、
    前記鍵ネゴシエーション要求に基づいて前記クライアントを認証すること、
    前記クライアントと前記サーバとの間の相互認証に応答して、量子鍵配送プロセスを介して、前記クライアントと前記サーバとの間で共有される秘密鍵をネゴシエートすること、及び
    前記秘密鍵をトラステッドコンピューティングモジュールに記憶すること
    を含み、
    前記サーバにより、トラステッド承認センタから受信される副鍵の組及び前記トラステッドコンピューティングモジュールに関連する情報に基づいてサーバ固有の秘密鍵を生成すること、
    前記サーバ固有の秘密鍵に基づいてトラステッド証明書を生成すること、及び
    前記クライアントが前記サーバを認証することを可能にするために、前記トラステッド証明書を前記クライアントに送信すること
    を更に含む、コンピュータ実施方法。
  2. 暗号鍵として前記秘密鍵を使用して前記クライアントと通信することを更に含み、前記クライアントと通信することは、前記トラステッドコンピューティングモジュールから得られる信頼性情報を含むメッセージを前記クライアントに送信することを更に含む、請求項１に記載のコンピュータ実施方法。
  3. 前記トラステッドコンピューティングモジュールは、トラステッドプラットフォームモジュール（ＴＰＭ）又はトラステッドプラットフォームコントロールモジュール（ＴＰＣＭ）である、請求項１に記載のコンピュータ実施方法。
  4. 前記信頼性情報は、プラットフォーム構成レジスタ（ＰＣＲ）の値を含む、請求項２に記載のコンピュータ実施方法。
  5. 前記トラステッドコンピューティングモジュールに関連する前記情報は、前記トラステッドコンピューティングモジュールの固有の識別情報及びプラットフォーム構成レジスタ（ＰＣＲ）の値を含む、請求項１に記載のコンピュータ実施方法。
  6. 前記トラステッド承認センタは、秘密共有方式を使用して、前記トラステッド承認センタに関連する秘密鍵を共有する制御ノードの組を含み、それぞれの制御ノードは、前記トラステッド承認センタに関連する前記秘密鍵の共有情報を記憶するように構成される、請求項１に記載のコンピュータ実施方法。
  7. 前記サーバにより、前記制御ノードの組のサブセットに初期設定要求を送信すること、
    及び
    前記サーバに関連する識別情報、前記トラステッドコンピューティングモジュールに関連する情報、及び前記制御ノードに記憶される前記秘密鍵の共有情報に基づいて前記制御ノードによって生成される副鍵を前記サブセット内の制御ノードから受信すること
    を更に含む、請求項６に記載のコンピュータ実施方法。
  8. 量子鍵配送プロセスを使用して、前記サーバと前記トラステッド承認センタとの間のセキュア通信チャネルを確立することを更に含む、請求項１に記載のコンピュータ実施方法。
  9. 前記クライアントを認証することは、前記鍵ネゴシエーション要求に含まれる前記トラステッド証明書及びトラステッド測定レポートを認証することを含む、請求項１に記載のコンピュータ実施方法。
  10. プロセッサと、
    前記プロセッサに結合され、且つ前記プロセッサによって実行されるとき、データ及び計算のセキュリティを保証するための方法を前記プロセッサに実行させる命令を記憶する記憶装置と
    を含むサーバコンピュータであって、前記方法は、
    クライアントコンピュータから鍵ネゴシエーション要求を受信すること、
    前記鍵ネゴシエーション要求に基づいて前記クライアントコンピュータを認証すること、
    前記クライアントコンピュータが前記サーバコンピュータを認証することに応答して、量子鍵配送プロセスを介して、前記クライアントコンピュータと前記サーバコンピュータとの間で共有される秘密鍵をネゴシエートすること、及び
    前記秘密鍵をトラステッドコンピューティングモジュールに記憶すること
    を含み、
    前記方法は、
    トラステッド承認センタから受信される副鍵の組及び前記トラステッドコンピューティングモジュールに関連する情報に基づいてサーバ固有の秘密鍵を生成すること、
    前記サーバ固有の秘密鍵に基づいてトラステッド証明書を生成すること、及び
    前記クライアントコンピュータが前記サーバコンピュータを認証することを可能にするために、前記トラステッド証明書を前記クライアントコンピュータに送信すること
    を更に含む、サーバコンピュータ。
  11. 前記方法は、暗号鍵として前記秘密鍵を使用して前記クライアントコンピュータと通信することを更に含み、前記クライアントコンピュータと通信することは、前記トラステッドコンピューティングモジュールから得られる信頼性情報を含むメッセージを前記クライアントコンピュータに送信することを更に含む、請求項１０に記載のサーバコンピュータ。
  12. 前記トラステッドコンピューティングモジュールに関連する前記情報は、前記トラステッドコンピューティングモジュールの固有の識別情報及びプラットフォーム構成レジスタ（ＰＣＲ）の値を含む、請求項１０に記載のサーバコンピュータ。
  13. 前記トラステッド承認センタは、秘密共有方式を使用して、前記トラステッド承認センタに関連する秘密鍵を共有する制御ノードの組を含み、それぞれの制御ノードは、前記トラステッド承認センタに関連する前記秘密鍵の共有情報を記憶するように構成される、請求項１０に記載のサーバコンピュータ。
  14. 前記方法は、
    前記サーバコンピュータにより、前記制御ノードの組のサブセットに初期設定要求を送信すること、及び
    前記サーバコンピュータに関連する識別情報、前記トラステッドコンピューティングモジュールに関連する情報、及び前記制御ノードに記憶される前記秘密鍵の共有情報に基づいて前記制御ノードによって生成される副鍵を前記サブセット内の制御ノードから受信すること
    を更に含む、請求項１３に記載のサーバコンピュータ。
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