JP7414688B2 - 通信装置、通信方法、プログラムおよび通信システム - Google Patents

通信装置、通信方法、プログラムおよび通信システム Download PDF

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Description

本発明の実施形態は、通信装置、通信方法、プログラムおよび通信システムに関する。
光ファイバにより接続された送信装置と受信装置との間で連続的に送信された単一光子を利用して、安全に暗号鍵を共有する量子鍵配送（ＱＫＤ：Ｑｕａｎｔｕｍ Ｋｅｙ Ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ）技術が知られている。量子鍵配送を利用した通信装置として、単一のＱＫＤモジュールによりデータを送受信する装置が提案されている。ＱＫＤモジュールとは、例えば、ＱＫＤにより暗号鍵を共有し、共有した暗号鍵を用いてデータを送受信するハードウェア回路である。
Paraiso, T.K., De Marco, I., Roger, T. et al. A modulator-free quantum key distribution transmitter chip. npj Quantum Inf 5, 42 （2019）
本発明が解決しようとする課題は、送受信可能なデータ量を増大させることができる通信装置、通信方法、プログラムおよび通信システムを提供することである。
実施形態の通信装置は、複数の通信部と、分割部と、決定部と、を備える。複数の通信部は、外部通信装置との間で量子鍵配送により暗号鍵を生成し、生成した暗号鍵を用いてデータを暗号化して外部通信装置に送信する。分割部は、アプリケーションから送信が要求されたデータを複数の送信データに分割する。決定部は、分割された複数の送信データそれぞれの送信に用いる通信部を、複数の通信部のいずれかに決定する。
第１の実施形態にかかる通信システムのブロック図。 第１の実施形態にかかる通信装置のブロック図。 第１の実施形態における分配リスト作成処理のフローチャート。 第１の実施形態におけるデータ送信処理のフローチャート。 分配リストの一例を示す図。 分配リストの一例を示す図。 分配リストの作成方法を説明するための図。 分配リストの作成方法を説明するための図。 第２の実施形態にかかる通信装置のブロック図。 第２の実施形態における優先度リスト作成処理のフローチャート。 優先度リストの構成例を示す図。 第２の実施形態における分配リスト作成処理のフローチャート。 分配リストの一例を示す図。 第３の実施形態にかかる通信装置のブロック図。 第３の実施形態における要求リスト作成処理のフローチャート。 要求リストの構成例を示す図。 第３の実施形態における分配リスト作成処理のフローチャート。 各ＱＫＤモジュールの鍵残量および鍵生成速度の例を示す図。 予測される通信遅延および通信速度の例を示す図。 分配リストの一例を示す図。 第１から第３の実施形態にかかる通信装置のハードウェア構成図。
以下に添付図面を参照して、この発明にかかる通信装置の好適な実施形態を詳細に説明する。
ＱＫＤにより共有した暗号鍵を用いて送受信するデータのデータ量を増大させる方法としては、例えば、複数のＱＫＤモジュールを使用する方法が考えられる。各ＱＫＤモジュールは、暗号鍵の共有に用いる通信媒体（光ケーブルなど）に対する外部環境の影響（気温、湿度、風速など）、および、盗聴者の存在等により、暗号鍵の生成速度（鍵生成速度）、および、暗号鍵の残量（鍵残量）が変動しうる。すなわち、各ＱＫＤモジュールによる鍵生成速度および鍵残量に差が生じうる。このため、例えば、送信すべきデータを分割した複数の送信データを各ＱＫＤモジュールに対して単純に均等に配分して送るように構成すると、暗号鍵が不足したＱＫＤモジュールで通信待ちが生じ、通信品質が低下する場合がある。
以下の各実施形態では、データ量を増大させるため、送信すべきデータを分割した複数の送信データが複数のＱＫＤモジュールに分配して送信される。また各実施形態では、通信品質の低下を回避できるように、送信データを分配するＱＫＤモジュールが決定される。
（第１の実施形態）
図１は、第１の実施形態にかかる通信装置を含む通信システムの構成の一例を示すブロック図である。図１に示すように、本実施形態の通信装置システムは、通信装置１００ａおよび通信装置１００ｂが、通信媒体２０１ａ～２０１ｃ、および、通信媒体２０２ａ～２０２ｃで接続された構成となっている。
通信装置１００ａ、１００ｂは、同様の構成を備えるため、区別する必要がない場合は単に通信装置１００という。通信装置１００は、アプリケーション１１１と、データ処理部１２０と、ＱＫＤモジュール１３０ａ、１３０ｂ、１３０ｃと、を備えている。
アプリケーション１１１は、送信すべきデータの生成を含む処理を実行する。図１では１つのアプリケーション１１１が記載されているが、通信装置１００は、複数のアプリケーション１１１を備えてもよい。本実施形態では、１つのアプリケーション１１１を備える例を説明する。
アプリケーション１１１が実行する処理はどのような処理であってもよい。例えば以下のようなサービスを実現するように各通信装置１００のアプリケーション１１１が構成されてもよい。
（Ｓ１）通信装置１００ａのアプリケーション１１１は、センサからデータ（センサデータ）を取得して通信装置１００ｂのアプリケーション１１１に送信する。通信装置１００ｂのアプリケーション１１１は、受信したセンサデータの統計を表示する。
（Ｓ２）通信装置１００ａのアプリケーション１１１は、通信装置１００ｂのアプリケーション１１１にデータを要求する。通信装置１００ｂのアプリケーション１１１は、要求されたデータを要求元の通信装置１００ａのアプリケーション１１１に送信する（Ｗｅｂサービスなど）。
（Ｓ３）通信装置１００ａのアプリケーション１１１、および、通信装置１００ｂのアプリケーション１１１は、互いに音声および映像を送る（電話サービスなど）。
ＱＫＤモジュール１３０ａ～１３０ｃ（通信部の一例）は、他の通信装置１００（外部通信装置）との間でＱＫＤにより暗号鍵を生成（共有）し、生成した暗号鍵を用いてデータを暗号化して送受信する。またＱＫＤモジュール１３０ａ～１３０ｃは、他の通信装置１００から受信したデータを、この通信装置１００との間で共有した暗号鍵により復号する。
ＱＫＤモジュール１３０は、生成した暗号鍵を記憶するとともに、記憶している暗号鍵の量に相当する鍵残量、および、鍵生成速度を、データ処理部１２０からの問い合わせに応じて通知する機能を有する。鍵残量は、例えばＱＫＤモジュール１３０内に記憶している暗号鍵のビット数で表される。
ＱＫＤモジュール１３０ａ～１３０ｃは、例えば専用のＩＣ（Integrated Circuit）などのプロセッサ、すなわちハードウェアにより実現される。ＱＫＤモジュール１３０ａ～１３０ｃは、同様の構成（例えば同一の製造者が製造する同一の製品）であってもよいし、異なる構成（例えば異なる製造者が製造する製品）であってもよい。
ＱＫＤモジュール１３０ａ～１３０ｃは、それぞれ通信媒体２０１ａ～２０１ｃにより、他の通信装置１００のＱＫＤモジュール１３０ａ～１３０ｃと接続される。通信媒体２０１ａ～２０１ｃは、暗号鍵の生成に用いられる媒体であり、例えば光ファイバにより構成される。通信媒体２０１ａ～２０１ｃは、量子通信路と呼ばれる場合がある。
またＱＫＤモジュール１３０ａ～１３０ｃは、それぞれ通信媒体２０２ａ～２０２ｃにより、他の通信装置１００のＱＫＤモジュール１３０ａ～１３０ｃと接続される。通信媒体２０２ａ～２０２ｃは、暗号鍵で暗号化したデータの送受信に用いられる媒体である。通信媒体２０２ａ～２０２ｃは、古典通信路と呼ばれる場合がある。
ＱＫＤモジュール１３０ａ～１３０ｃの個数は３個に限られず、２個または４個以上であってもよい。ＱＫＤモジュール１３０ａ～１３０ｃを区別する必要がない場合は単にＱＫＤモジュール１３０という場合がある。
同様に、通信媒体２０１ａ～２０１ｃを区別する必要がない場合は、単に通信媒体２０１といい、通信媒体２０２ａ～２０２ｃを区別する必要がない場合は、単に通信媒体２０２という場合がある。１つのＱＫＤモジュール１３０に対して、通信媒体２０１および通信媒体２０２を共通化した１つの通信媒体（例えば光ファイバ）を用いるように構成してもよい。これによりデータ信号と量子暗号信号の波長多重により既存のファイバ上に量子暗号を導入することでコスト抑制につながる。
データ処理部１２０は、ＱＫＤモジュール１３０を用いて送受信するデータに対する処理を行う。例えばデータ処理部１２０は、アプリケーション１１１から渡されるデータを、複数のＱＫＤモジュール１３０で送信するために、複数の送信データに分割する。またデータ処理部１２０は、他の通信装置１００から送信されて複数のＱＫＤモジュール１３０により受信された複数のデータを結合し、アプリケーション１１１に出力する。
各通信装置１００（図１では通信装置１００ａ、通信装置１００ｂ）は、それぞれデータを送信する装置（送信装置）、および、データを受信する装置（受信装置）になり得る。通信装置１００は、送信装置および受信装置のいずれかの機能のみを備えてもよいし、両方の機能を備えてもよい。以下では、主に通信装置１００が送信装置および受信装置の両方の機能を備える例を説明する。
図１の通信システムによる通信処理の概要について説明する。通信装置１００ａがデータを送信する場合、通信装置１００ａのアプリケーション１１１がデータを生成して、生成したデータをデータ処理部１２０に渡す。データ処理部１２０は、受け取ったデータを複数の送信データに分割し、複数の送信データをＱＫＤモジュール１３０ａ～１３０ｃに分配する。ＱＫＤモジュール１３０ａ～１３０ｃは、暗号鍵を用いて送信データを暗号化した後、それぞれ対向（通信装置１００ｂ）のＱＫＤモジュール１３０ａ～１３０ｃに送信データを送信する。
送信データを受信した通信装置１００ｂのＱＫＤモジュール１３０ａ～１３０ｃは、暗号化された送信データを復号した後、データ処理部１２０に渡す。データ処理部１２０は、分割された送信データを結合してアプリケーション１１１に渡す。アプリケーション１１１は、結合されたデータに対して処理を行う。
図２は、第１の実施形態にかかる通信装置１００の詳細な機能構成の一例を示すブロック図である。図２に示すように、通信装置１００は、アプリケーション１１１と、データ処理部１２０と、ＱＫＤモジュール１３０ａ、１３０ｂ、１３０ｃと、記憶部１４０と、を備えている。
データ処理部１２０は、取得部１２１と、作成部１２２と、分割部１２３と、決定部１２４と、結合部１２５と、を備えている。
取得部１２１は、データ処理部１２０による処理で用いられる各種情報を取得する。例えば取得部１２１は、ＱＫＤモジュール１３０ａ、１３０ｂ、１３０ｃから、鍵残量および鍵生成速度を取得する。
作成部１２２は、決定部１２４が送信データの分配先を決定するときに参照する情報である分配リストを作成する。
分割部１２３は、アプリケーション１１１から送信が要求されたデータを分割する。例えば分割部１２３は、アプリケーション１１１から受け取ったデータを、ＱＫＤモジュールが送信するデータのサイズとなるように、複数の送信データに分割する。送信データのサイズは、固定であってもよいし、可変であってもよい。分割部１２３は、他の通信装置１００の結合部１２５が分割された複数の送信データを結合して元のデータを復元できるようにするための情報を送信データに付与する。例えば分割部１２３は、送信データのヘッダに、送信データの順序を表す情報（シーケンス番号など）を設定する。
決定部１２４は、分配リストを参照して、分割部１２３により分割された複数の送信データそれぞれの送信に用いるＱＫＤモジュール１３０を決定する。例えば決定部１２４は、鍵生成速度および鍵残量の少なくとも一方が他のＱＫＤモジュール１３０より大きいＱＫＤモジュール１３０がより多くの送信データを送信するように、複数の送信データそれぞれの送信に用いるＱＫＤモジュール１３０を決定する。決定部１２４は、鍵生成速度および鍵残量の少なくとも一方の割合に応じて、各ＱＫＤモジュール１３０が送信する送信データの割合を決定すると言い換えることができる。
結合部１２５は、複数のＱＫＤモジュール１３０が受信して復号することにより得られる複数の送信データを結合する。例えば結合部１２５は、送信データに設定されたシーケンス番号を参照して複数の送信データを結合し、分割前のデータを復元する。
上記各部（アプリケーション１１１、および、データ処理部１２０）は、例えば、１または複数のプロセッサにより実現される。例えば上記各部は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）などのプロセッサにプログラムを実行させること、すなわちソフトウェアにより実現してもよい。上記各部は、専用のＩＣ（Integrated Circuit）などのプロセッサ、すなわちハードウェアにより実現してもよい。上記各部は、ソフトウェアおよびハードウェアを併用して実現してもよい。複数のプロセッサを用いる場合、各プロセッサは、各部のうち１つを実現してもよいし、各部のうち２以上を実現してもよい。
記憶部１４０は、通信装置１００が用いる各種情報を記憶する。例えば記憶部１４０は、作成部１２２により作成された分配リストを記憶する。記憶部１４０は、フラッシュメモリ、メモリカード、ＲＡＭ（Random Access Memory）、ＨＤＤ（Hard Disk Drive）、および、光ディスクなどの一般的に利用されているあらゆる記憶媒体により構成することができる。
次に、第１の実施形態にかかる通信装置１００による分配リスト作成処理について説明する。図３は、第１の実施形態における分配リスト作成処理の一例を示すフローチャートである。
まず取得部１２１は、現在の状態が鍵残量と鍵生成速度を取得する条件（取得条件）を満たすか否かを判定する（ステップＳ１０１）。取得条件が満たされる場合に分配リストが作成されるため、取得条件は、分配リストを作成する作成条件に相当すると解釈することもできる。取得条件はどのような条件であってもよいが、例えば以下のような条件を用いることができる。
（Ｃ１－１）アプリケーション１１１からのデータの受信状態が受信済みであるか否か
（Ｃ１－２）前回取得時から一定時間が経過したか否か
（Ｃ１－１）の場合、アプリケーション１１１がデータ送信時に取得部１２１を呼び出し、取得部１２１は呼び出された場合にデータを受信したと判定してもよい。また、アプリケーション１１１がデータの受信状態が変化した時に取得部１２１と共有するメモリ等にメッセージを書き込み、取得部１２１がこのメモリからメッセージの有無をポーリングするように構成してもよい。
（Ｃ１－２）の場合、タイマーが取得部１２１を呼び出し、取得部１２１は呼び出された場合に一定時間が経過したと判定してもよい。
取得条件が満たされない場合（ステップＳ１０１：Ｎｏ）、満たされるまで処理が繰り返される。取得条件が満たされた場合（ステップＳ１０１：Ｙｅｓ）、取得部１２１は、ＱＫＤモジュール１３０ａ、１３０ｂ、１３０ｃから鍵残量と鍵生成速度を取得する（ステップＳ１０２）。
作成部１２２は、取得された鍵残量および鍵生成速度を参照し、分配リストを作成する（ステップＳ１０３）。作成部１２２は、作成した分配リストを例えば記憶部１４０に記憶する。分配リストの作成方法の詳細は後述する。
次に、第１の実施形態にかかる通信装置１００によるデータ送信処理について説明する。データ送信処理は、分配リストに基づいてデータの分配先とするＱＫＤモジュール１３０を決定し、決定したＱＫＤモジュール１３０により送信データを送信する処理である。図４は、第１の実施形態におけるデータ送信処理の一例を示すフローチャートである。
決定部１２４は、送信すべきデータが発生したか否かを判定する（ステップＳ２０１）。例えば決定部１２４は、アプリケーション１１１からデータの送信を要求された場合に、送信すべきデータが発生したと判定する。発生していない場合（ステップＳ２０１：Ｎｏ）、発生するまで処理が繰り返される。
送信すべきデータが発生した場合（ステップＳ２０１：Ｙｅｓ）、分割部１２３は、このデータを複数の送信データに分割する（ステップＳ２０２）。決定部１２４は、分配リストを参照して、分割された各送信データの分配先とするＱＫＤモジュール１３０を決定する（ステップＳ２０３）。決定部１２４は、決定したＱＫＤモジュール１３０に対して、それぞれ送信データを分配する。ＱＫＤモジュール１３０は、決定部１２４から分配された送信データを暗号化して送信する（ステップＳ２０４）。
次に、分配リストの作成方法、および、分配リストを用いた分配先の決定方法の例について説明する。以下では、分配リストの３つの作成方法の例を示す。
図５は、１つ目の作成方法により作成される分配リストの一例を示す図である。図５の分配リストは、複数の送信データを、１つ以上のＱＫＤモジュール１３０に割り当てる場合の分配リストの例に相当する。
図５に示すように、分配リストは、分配先のＱＫＤモジュール１３０の識別情報（図５では、１３０ａ、１３０ｂ、１３０ｃ）と、鍵残量と、送信状態と、を含む。送信状態は、例えば送信中または待機中の状態を含む。作成部１２２は、例えば、直前に送信したデータのサイズをＱＫＤモジュール１３０の通信速度で割った送信時間から予測すること、または、ＱＫＤモジュール１３０に問い合わせることにより、送信状態を得ることができる。
決定部１２４は、このような分配リストから、以下のように分配先のＱＫＤモジュール１３０を決定する。決定部１２４は、分配リストの各要素を順に参照する。図５の例では、分配リストは、３つのＱＫＤモジュール１３０に対応する３つの要素を含む。参照順はどのような順序であってもよいが、例えば決定部１２４は、分配リストの先頭（図５の例では左に記載したＱＫＤモジュール１３０ａに対応する要素など）から末尾（図５の例では右に記載したＱＫＤモジュール１３０ｃに対応する要素など）に向けて各要素を参照する。
決定部１２４は、参照した要素に含まれる鍵残量が、１回のデータ送信に用いられる暗号鍵のビット数以上であり、かつ、参照した要素に含まれる送信状態が待機中の場合、その要素に含まれる識別情報で識別されるＱＫＤモジュール１３０を、分配先のＱＫＤモジュール１３０として決定する。参照した要素が上記条件を満たさない場合、決定部１２４は、次の要素を参照する。
例えば１回のデータ送信に１２８ビットの暗号鍵が使用される場合、決定部１２４は、鍵残量が１２８ビット以上であり、かつ、送信状態が待機中であれば、対応するＱＫＤモジュール１３０を分配先として決定する。
図５では、ある連続する３回分（ｎ回目、ｎ＋１回目、ｎ＋２回目、ｎは１以上の整数）の分配先の決定の例が示されている。ｎ回目では、決定部１２４は、ＱＫＤモジュール１３０ａを分配先に決定する。ｎ＋１回目では、ＱＫＤモジュール１３０ａの送信状態が送信中であるため、決定部１２４は、ＱＫＤモジュール１３０ｂを分配先に決定する。なお「１消費」は、１回分に相当する１２８ビットの暗号鍵が消費されたことを示している。ｎ＋２回目では、ＱＫＤモジュール１３０ｂは送信中、かつ、ＱＫＤモジュール１３０ｂは鍵残量が０であるため、決定部１２４は、ＱＫＤモジュール１３０ａを分配先に決定する。
図６は、２つ目の作成方法により作成される分配リストの一例を示す図である。図６の分配リストは、複数の送信データを、鍵残量が他のＱＫＤモジュール１３０より大きい（例えば鍵残量が最大である）ＱＫＤモジュール１３０に割り当てる場合の分配リストの例に相当する。
ｎ回目では、決定部１２４は、鍵残量が最大のＱＫＤモジュール１３０ａを分配先に決定する。ｎ＋１回目では、決定部１２４は、ＱＫＤモジュール１３０ａの送信状態が送信中であるため、ＱＫＤモジュール１３０ｂとＱＫＤモジュール１３０ｃのうち鍵残量が多いＱＫＤモジュール１３０ｃを分配先に決定する。ｎ＋２回目では、決定部１２４は、鍵残量が最大のＱＫＤモジュール１３０ａを再度、分配先に決定する。
図７および図８は、３つ目の分配リストの作成方法を説明するための図である。図７は、分配リストの作成時に用いられる重みの例を示す。図８は、３つ目の作成方法により作成される分配リストの一例を示す。図８の分配リストは、複数の送信データを、鍵残量および鍵生成速度の少なくとも一方から算出される重みが他のＱＫＤモジュール１３０より大きい（例えば重みが最大である）ＱＫＤモジュール１３０に割り当てる場合の分配リストの例に相当する。
図８の分配リストは、図５および図６とは異なり、分配する順にＱＫＤモジュール１３０の識別情報を並べた形式となっている。この作成方法の場合、作成部１２２は、一定期間ごと（例えば１秒に１回）に分配リストを作成する。分配リストには、一定期間分（例えば１秒間）の分配先の識別情報が順番に記録される。
このような分配リストを作成するために、作成部１２２は、鍵残量と鍵生成速度からＱＫＤモジュール１３０ごとの重みを求める。作成部１２２は、例えば以下の（１）式により重みを算出する。
鍵残量（ｂｉｔ）＋鍵生成速度（ｂｐｓ）／単位時間 ・・・（１）
鍵残量および鍵生成速度が、図７に示す値である場合、各ＱＫＤモジュール１３０の重みは、以下のように算出される。
・ＱＫＤモジュール１３０ａ：１２８０
・ＱＫＤモジュール１３０ｂ：３８４
・ＱＫＤモジュール１３０ｃ：２５６０
重みは、最大公約数で割った値とされてもよい。図７では、最大公約数１２８で割った重みの例（１０、３、２０）が示されている。
作成部１２２は、重みの値に応じた使用率となるように、一定期間内での各ＱＫＤモジュール１３０の割り当て順序を決定し、決定した順序でＱＫＤモジュール１３０の識別情報を記載した分配リストを作成する。この作成方法では、算出した重みを用いた重み付けラウンドロビンにより決定される分配先を記載した分配リストが作成されると解釈することができる。
（１）式は鍵残量および鍵生成速度の両方を用いて重みを算出する式であるが、いずれか一方を用いて重みが算出されてもよい。例えば、鍵残量の値自体、または、鍵生成速度の値自体が、重みとして用いられてもよい。
このように、第１の実施形態では、送信すべきデータを分割した複数の送信データが複数のＱＫＤモジュールに分配して送信される。これにより、送受信可能なデータ量を増大させることができる。また、第１の実施形態では、鍵残量および鍵生成速度に応じて、使用するＱＫＤモジュールが決定される。これにより、暗号鍵が不足するＱＫＤモジュール１３０が選択されることにより送信が中断されることを回避できる。すなわち、すべてのＱＫＤモジュール１３０のリソースを消費するまで、通信を継続することが可能となる。
（第２の実施形態）
第２の実施形態にかかる通信装置は、優先度が付与された複数のアプリケーションから送信が要求されたデータの分配先とするＱＫＤモジュールを、優先度を参照して決定する。
図９は、第２の実施形態にかかる通信装置１００－２の構成の一例を示すブロック図である。図９に示すように、通信装置１００－２は、アプリケーション１１１ａ、１１１ｂと、データ処理部１２０－２と、ＱＫＤモジュール１３０ａ、１３０ｂ、１３０ｃと、記憶部１４０－２と、を備えている。
ＱＫＤモジュール１３０ａ、１３０ｂ、１３０ｃは、第１の実施形態と同様であるため、同一符号を付し、ここでの説明は省略する。
通信装置１００－２は、複数のアプリケーション１１１ａ、１１１ｂを備える。アプリケーションの個数は２個に限られず、３個以上であってもよい。アプリケーション１１１ａ、１１１ｂは、それぞれ、送信すべきデータの生成を含む処理を実行する。アプリケーション１１１ａ、１１１ｂを区別する必要がない場合は、単にアプリケーション１１１という場合がある。
データ処理部１２０－２は、取得部１２１－２と、作成部１２２－２と、分割部１２３と、決定部１２４－２と、結合部１２５と、を備えている。分割部１２３および結合部１２５は、第１の実施形態と同様であるため、同一符号を付し、ここでの説明は省略する。
取得部１２１－２は、各アプリケーション１１１から優先度を取得する機能をさらに有する点が、第１の実施形態の取得部１２１と異なっている。
作成部１２２－２は、各アプリケーション１１１の優先度を記載した優先度リストを作成する機能をさらに有する点、および、優先度リストを参照して分配リストを作成する点が、第１の実施形態の作成部１２２と異なっている。
決定部１２４－２は、作成部１２２－２により作成された分配リストを参照して、複数の送信データそれぞれの送信に用いるＱＫＤモジュール１３０を決定する。
記憶部１４０－２は、優先度リストをさらに記憶する点が、第１の実施形態の記憶部１４０と異なっている。
次に、第２の実施形態にかかる通信装置１００－２による優先度リスト作成処理について説明する。図１０は、第２の実施形態における優先度リスト作成処理の一例を示すフローチャートである。
まず取得部１２１－２は、現在の状態が、各アプリケーション１１１の優先度を取得する条件（取得条件）を満たすか否かを判定する（ステップＳ３０１）。取得条件はどのような条件であってもよいが、例えば以下のような条件を用いることができる。
（Ｃ２－１）アプリケーション１１１が発生したか否か
（Ｃ２－２）アプリケーション１１１の優先度が設定されたか否か
（Ｃ２－３）アプリケーション１１１からデータを渡されたか否か
（Ｃ２－１）は、例えば、アプリケーション１１１をインストールしたか否か、アプリケーション１１１が通信に用いるセッションが確立したか否か、確立されたセッションを用いた通信が開始（電話サービスで用いられるアプリケーション１１１の場合、発呼、着呼など）されたか否か、および、アプリケーション１１１が起動されたか、などにより判定することができる。
（Ｃ２－１）の場合、アプリケーション１１１がデータ送信時に取得部１２１－２を呼び出し、取得部１２１－２は呼び出された場合にデータを受信したと判定してもよい。また、アプリケーション１１１がデータの受信状態が変化した時に取得部１２１－２と共有するメモリ等にメッセージを書き込み、取得部１２１－２がこのメモリからメッセージの有無をポーリングするように構成してもよい。取得部１２１－２は、アプリケーション１１１から渡されたデータに書き込まれた情報を使用してもよい。データに書き込まれた情報としては、例えばＩＰｖ４ヘッダのＴｏＳ値などが使用できる。
取得条件が満たされない場合（ステップＳ３０１：Ｎｏ）、満たされるまで処理が繰り返される。取得条件が満たされた場合（ステップＳ３０１：Ｙｅｓ）、取得部１２１－２は、各アプリケーション１１１から優先度を取得する（ステップＳ３０２）。
作成部１２２－２は、取得された優先度を参照し、優先度リストを作成する（ステップＳ３０３）。作成部１２２－２は、作成した優先度リストを例えば記憶部１４０－２に記憶する。
図１１は、優先度リストの構成例を示す図である。図１１に示すように、優先度リストは、アプリケーション１１１の識別情報と、優先度と、を要素として含む。
次に、第２の実施形態にかかる通信装置１００－２による分配リスト作成処理について説明する。図１２は、第２の実施形態における分配リスト作成処理の一例を示すフローチャートである。
第２の実施形態では、優先度リストから優先度を取得する処理（ステップＳ４０３）が追加される点、および、取得された優先度を用いて分配リストが作成される点（ステップＳ４０４）が、第１の実施形態の分配リスト作成処理（図３）と異なっている。ステップＳ４０１およびステップＳ４０２は、図３のステップＳ１０１およびステップＳ１０２と同様であるため説明を省略する。
ステップＳ４０３では、取得部１２１－２は、記憶部１４０－２に記憶された優先度リストから各アプリケーション１１１の識別情報と、その優先度とを取得する（ステップＳ４０３）。
作成部１２２－２は、鍵残量、鍵生成速度、および、各アプリケーション１１１の優先度を使用して分配リストを作成する（ステップＳ４０４）。
次に、本実施形態での分配リストの作成方法、および、分配リストを用いた分配先の決定方法の例について説明する。
図１３は、アプリケーション１１１の優先度を使用して作成される分配リストの一例を示す図である。図１３の分配リストは、第１の実施形態の３つ目の分配リストの作成方法と同様に、鍵残量および鍵生成速度から算出される重みを参照して作成される。重みは、例えば上述の図７と同様に算出される。
図１３の分配リストは、優先度が他のアプリケーションより大きいアプリケーションから要求された送信データを、鍵生成速度および鍵残量の少なくとも一方が他のＱＫＤモジュール１３０より大きいＱＫＤモジュール１３０に割り当てる場合の分配リストの例に相当する。
重みの値が大きいことは、鍵残量および鍵生成速度を含む鍵リソースが多いことを意味する。従って、決定部１２４－２は、重みの値が大きいＱＫＤモジュール１３０に対して優先度の高いアプリケーションを割り当てるように、送信データの分配先を決定する。
優先度は、値が大きいほど優先されることを意味するものとする。また図１１に示すように、アプリケーション１１１ａに優先度として７が設定され、アプリケーション１１１ｂに優先度として０が設定されているとする。
図７のように重みが算出され、図１１のように優先度が設定されている場合を例に説明する。アプリケーション１１１ａの優先度が高く、ＱＫＤモジュール１３０ｃ、１３０ａ、１３０ｂの順に重みが高いため、作成部１２２－２は、重みに応じたＱＫＤモジュール１３０の分配順となり、かつ、重みが大きいＱＫＤモジュール１３０ａ、１３０ｃを使用する時に、より優先度が高いアプリケーション１１１ａを割り当てるように、分配リストを作成する。図１３は、このように作成された分配リストの例である。
ＱＫＤモジュール１３０ａ、１３０ｃは、アプリケーション１１１ａ専用として割り当てられてもよいし、アプリケーション１１１ａの送信がない時はアプリケーション１１１ｂに割り当てられてもよい。
また、複数のＱＫＤモジュール１３０それぞれが、アプリケーション１１１に対して１つの通信媒体として振る舞い、例えば通信装置１００－２は、ＩＥＥＥ８０２．１Ｑ－２０１８に記されるようなＴｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ ｓｅｌｅｃｔｉｏｎ ａｌｇｏｒｉｔｈｍなどの上位層の優先制御を用いて、複数のＱＫＤモジュール１３０のうち使用するＱＫＤモジュール１３０を決定してもよい。
また、図１３ではＱＫＤモジュール１３０ａおよび１３０ｃにアプリケーション１１１ａが割り当てられているが、ＱＫＤモジュール１３０ｃ単体にアプリケーション１１１ａが割り当てられてもよいし、ＱＫＤモジュール１３０ａ単体にアプリケーション１１１ａが割り当てられてもよい。
このように、第２の実施形態では、鍵残量、鍵生成速度、および、アプリケーションの優先度に応じて、使用するＱＫＤモジュール１３０が決定される。これにより、通信装置は、優先度の異なる複数のアプリケーションが実行される場合、優先度の高いアプリケーションに対して暗号鍵リソースを優先的に割り当てることが可能となる。
（第３の実施形態）
第３の実施形態にかかる通信装置は、アプリケーションからの要求に応じてデータの分配先とするＱＫＤモジュールを決定する。
図１４は、第３の実施形態にかかる通信装置１００－３の構成の一例を示すブロック図である。図１４に示すように、通信装置１００－３は、アプリケーション１１１ａ、１１１ｂと、データ処理部１２０－３と、ＱＫＤモジュール１３０ａ、１３０ｂ、１３０ｃと、記憶部１４０－３と、を備えている。
ＱＫＤモジュール１３０ａ、１３０ｂ、１３０ｃ、および、アプリケーション１１１ａ、１１１ｂは、第１の実施形態または第２の実施形態と同様であるため、同一符号を付し、ここでの説明は省略する。
データ処理部１２０－３は、取得部１２１－３と、作成部１２２－３と、分割部１２３と、決定部１２４－３と、結合部１２５と、を備えている。分割部１２３および結合部１２５は、第１の実施形態と同様であるため、同一符号を付し、ここでの説明は省略する。
取得部１２１－３は、各アプリケーション１１１から、通信速度および通信遅延などの通信の品質の要求を取得する機能をさらに有する点が、第１の実施形態の取得部１２１と異なっている。
作成部１２２－３は、各アプリケーション１１１の要求を記載した要求リストを作成する機能をさらに有する点、および、要求リストを参照して分配リストを作成する点が、第１の実施形態の作成部１２２と異なっている。
決定部１２４－３は、作成部１２２－３により作成された分配リストを参照して、複数の送信データそれぞれの送信に用いるＱＫＤモジュール１３０を決定する。
記憶部１４０－３は、要求リストをさらに記憶する点が、第１の実施形態の記憶部１４０と異なっている。
次に、第３の実施形態にかかる通信装置１００－３による要求リスト作成処理について説明する。図１５は、第３の実施形態における要求リスト作成処理の一例を示すフローチャートである。
まず取得部１２１－３は、現在の状態が、各アプリケーション１１１の要求を取得する条件（取得条件）を満たすか否かを判定する（ステップＳ５０１）。取得条件はどのような条件であってもよいが、例えば以下のような条件を用いることができる。
（Ｃ３－１）アプリケーション１１１が発生したか否か
（Ｃ３－２）アプリケーション１１１の要求が設定されたか否か
（Ｃ３－３）アプリケーション１１１からデータを渡されたか否か
（Ｃ３－１）および（Ｃ３－３）は、第２の実施形態の（Ｃ２－１）および（Ｃ２－３）と同様である。
リモートで接続される制御装置が、例えば通信システム全体の動作を最適化するように、各アプリケーション１１１の通信の品質（通信速度、遅延など）を決定し、各アプリケーション１１１に設定するように構成される場合がある。このような場合、取得部１２１－３は、制御装置が通信装置１００－３の状態、パラメータ、および、要求値などを設定したか否かを取得条件として判定してもよい。
取得条件が満たされない場合（ステップＳ５０１：Ｎｏ）、満たされるまで処理が繰り返される。取得条件が満たされた場合（ステップＳ５０１：Ｙｅｓ）、取得部１２１－３は、各アプリケーション１１１から要求（通信遅延、通信速度）を取得する（ステップＳ５０２）。
リモートの制御装置を用いる構成の場合、取得部１２１－３は、制御装置が各アプリケーション１１１の設定値を設定するデータベースから要求を取得してもよい。例えば取得部１２１－３は、ＮＥＴＣＯＮＦ／ＹＡＮＧなどのプロトコルを使用して要求に相当する設定値を取得することができる。リモートに実装されたＮＥＴＣＯＮＦクライアントが、通信装置１００－３に実装されたＮＥＴＣＯＮＦサーバの設定データベースにアクセス（リード／ライト）する際に、取得部１２１－３に知らせたりコールバックしたりすることで、設定を取得するように構成してもよい。
作成部１２２－３は、取得された要求を参照し、要求リストを作成する（ステップＳ５０３）。作成部１２２－３は、作成した要求リストを例えば記憶部１４０－３に記憶する。
図１６は、要求リストの構成例を示す図である。図１６に示すように、要求リストは、アプリケーション１１１の識別情報と、遅延（ｍｓ）と、速度（ｂｐｓ）と、データサイズ（ｂｙｔｅ）と、期間（ｓｅｃ）と、を要素として含む。
次に、第３の実施形態にかかる通信装置１００－３による分配リスト作成処理について説明する。図１７は、第３の実施形態における分配リスト作成処理の一例を示すフローチャートである。
第３の実施形態では、要求リストから要求を取得する処理（ステップＳ６０３）が追加される点、および、取得された要求を用いて分配リストが作成される点（ステップＳ６０４）が、第１の実施形態の分配リスト作成処理（図３）と異なっている。ステップＳ６０１およびステップＳ６０２は、図３のステップＳ１０１およびステップＳ１０２と同様であるため説明を省略する。
ステップＳ６０３では、取得部１２１－３は、記憶部１４０－３に記憶された要求リストから各アプリケーション１１１の識別情報と、その要求（通信遅延、通信速度）とを取得する（ステップＳ６０３）。
作成部１２２－３は、鍵残量、鍵生成速度、および、各アプリケーション１１１の要求を使用して分配リストを作成する（ステップＳ６０４）。
次に、本実施形態での分配リストの作成方法、および、分配リストを用いた分配先の決定方法の例について説明する。
図１８は、分配リストを作成する時点での、各ＱＫＤモジュール１３０の鍵残量および鍵生成速度の例を示す図である。図１９は、アプリケーション１１１ａに対して予測（算出）される通信遅延および通信速度の例を示す図である。図２０は、作成される分配リストの一例を示す図である。なお、各アプリケーション１１１は、図１６に示される遅延等を要求したと仮定する。
図１６の要求リストでは、アプリケーション１１１ａはアプリケーション１１１ｂよりも要求が高い。そこで、作成部１２２－３は、アプリケーション１１１ａに対して要求を満たすＱＫＤモジュール１３０を探す。まず作成部１２２－３は、アプリケーション１１１ａがそれぞれのＱＫＤモジュール１３０を使用した際の通信遅延、最大速度、および、最大速度の維持時間を算出する。なお図１９には、鍵残量が有るときの最大速度、鍵残量があるときの送信時間、最大速度の維持期間、維持期間後の速度、維持期間後の送信時間、および、伝搬遅延の算出値の例が示されている。
最大速度は、例えば以下の（２－１）式、（２－２）式により算出される。
最大速度＝ｍｉｎ（
送信１回のデータサイズ（ｂｉｔ）×単位時間に送信可能な回数，
非暗号時の回線速度） ・・・（２－１）
単位時間に送信可能な回数＝
（鍵残量（ｂｉｔ）＋鍵生成速度（ｂｐｓ）×単位時間）
／暗号化１回の暗号鍵ビット数 ・・・（２－２）
単位時間に送信可能な回数は、鍵残量および鍵生成速度により制限される。最大速度は、単位時間に送信可能なデータサイズ（ｂｉｔ）と、非暗号時の回線速度とのうち、小さい方として算出される。
単位時間に送信可能なデータサイズは、送信１回のデータサイズと、単位時間に送信可能な回数との積により算出される。単位時間に送信可能な回数は、単位時間に存在する暗号鍵の量を暗号化１回の暗号鍵ビット数で割った値で表される。単位時間に存在する暗号鍵の量は、鍵残量と単位時間に生成される暗号鍵の量（鍵生成速度×単位時間）の和となる。
１パケットに対して１２８ビットの暗号鍵を使用すると仮定する。この場合、アプリケーション１１１ａに対するＱＫＤモジュール１３０ａの最大速度は、２００（ｂｙｔｅ）×８×（１０２４＋２５６）／１２８＝１６０００（ｂｐｓ）と算出される。ＱＫＤモジュール１３０ｂ、１３０ｃの最大速度も同様に算出される。また、ＱＫＤモジュール１３０ａと１３０ｃの両方をアプリケーション１１１ａに割り当てた場合の最大速度は、２００×８×（１２８０+２５６０）／１２８＝４８０００と算出される。
送信時間は、例えば以下の（３）式により算出される。
送信時間＝送信１回のデータサイズ（ｂｉｔ）／最大速度（ｂｐｓ） ・・・（３）
最大速度のときに、送信１回のデータサイズを送信するまでに要する時間を算出するため、（３）式では、送信１回のデータサイズを最大速度で割っている。
アプリケーション１１１ａに対するＱＫＤモジュール１３０ａの送信時間は、２００（ｂｙｔｅ）×８／最大速度（＝１６０００）＝０．１（ｓｅｃ）となる。ＱＫＤモジュール１３０ｂ、１３０ｃの送信速度も同様に算出される。
なお、ＱＫＤモジュール１３０ａと１３０ｃの両方を割り当てる場合については、２つのＱＫＤモジュール１３０の送信時間のうち値が大きい方が、アプリケーションの要求に対する回答とされる。従って、ＱＫＤモジュール１３０ａ、１３０ｃの送信時間の長い方の０．１と算出される。
最大速度の維持期間は、例えば以下の（４）式により算出される。
最大速度の維持期間＝
（（鍵残量／暗号鍵１回の暗号鍵ビット数）×送信１回のデータサイズ（ｂｉｔ））
／（非暗号時の回線速度－鍵生成速度×暗号化１回の暗号鍵ビット数） ・・・（４）
最大速度の維持期間は、鍵残量をすべて使い切るまでの時間を意味する。暗号鍵は、消費されつつ、生成される。また、単位時間に生成される暗号鍵により暗号されたデータ量（ｂｐｓ）が回線速度を下回るときに、ストックされている暗号鍵が消費される。そのため、回線速度に基づき単位時間に消費されるデータ量と、鍵生成速度に基づき単位時間に送信されるデータ量との差が、ストックされている暗号鍵で補われる。ストックされている暗号鍵がなくなるまでの時間（＝最大速度の維持期間）は、ストックされている暗号鍵が送信できるデータ量を、回線速度に基づき単位時間に消費されるデータ量と鍵生成速度に基づき単位時間に送信されるデータ量との差で割ることで算出される。
アプリケーション１１１ａに対するＱＫＤモジュール１３０ａの最大速度の維持期間は、（１０２４／１２８）×２００×８／（１００００００-２００×８×（２５６／１２８））＝０．０１２（ｓｅｃ）となる。ＱＫＤモジュール１３０ｂ、１３０ｃに対する最大速度の維持期間も同様に算出される。ＱＫＤモジュール１３０ａと１３０ｃの両方を割り当てる場合の最大速度の維持期間は、ＱＫＤモジュール１３０ａに対する最大速度の維持期間と、ＱＫＤモジュール１３０ｃに対する最大速度の維持期間のうち、短い方が採用される。
維持期間後の速度は、例えば以下の（５）式のように算出される。
維持期間後の速度＝送信１回のデータサイズ（ｂｉｔ）
×鍵生成速度／暗号化１回の暗号鍵ビット数 ・・・（５）
アプリケーション１１１ａに対するＱＫＤモジュール１３０ａの維持期間後の速度は、２００×８×（２５６／１２８）＝３２００（ｂｐｓ）となる。ＱＫＤモジュール１３０ｂ、１３０ｃ、および、ＱＫＤモジュール１３０ａと１３０ｃの両方を割り当てる場合も同様に算出される。
維持期間後の送信時間は、例えば以下の（６）式のように算出される。
維持期間後の送信時間＝送信１回のデータサイズ（ｂｉｔ）
／維持期間後の速度（ｂｐｓ） ・・・（６）
アプリケーション１１１ａに対するＱＫＤモジュール１３０ａの維持期間後の送信時間は、２００（ｂｙｔｅ）×８／維持期間後の速度＝０．５（ｓｅｃ）となる。ＱＫＤモジュール１３０ｂ、１３０ｃの維持期間後の送信時間も同様に算出される。
ＱＫＤモジュール１３０ａと１３０ｃの両方を割り当てる場合については、２つのＱＫＤモジュール１３０の送信時間のうち値が大きい方が、アプリケーションの要求に対する回答とされる。従って、ＱＫＤモジュール１３０ａ、１３０ｃの送信時間の長い方の０．５と算出される。
通信の遅延は、例えば送信時間および伝搬遅延の和により算出される。伝搬遅延は、例えば、対向するＱＫＤモジュール１３０間のラウンドトリップタイムの２分の１の値として算出される。ラウンドトリップタイムは、例えば計測した値を用いることができる。
作成部１２２－３は、このように予測（算出）した、鍵残量が有るときの最大速度、鍵残量があるときの送信時間、最大速度の維持期間、維持期間後の速度、維持期間後の送信速度、および、通信の遅延（送信時間＋伝搬遅延）を各アプリケーション１１１の要求と比較する。
アプリケーション１１１ａの要求である、遅延１ｍｓ以下、速度４０ｋｂｐｓ以上、期間０．０１（ｓｅｃ）以上を満たすＱＫＤモジュール１３０はＱＫＤモジュール１３０ａと１３０ｃの２つを割り当てた場合のみとなる。アプリケーション１１１ｂの要求である、遅延２０ｍｓ以下、速度４ｋｂｐｓ以上、期間０．００２（ｓｅｃ）以上を満たすＱＫＤモジュール１３０はＱＫＤモジュール１３０ｂとなる。これらの結果から、作成部１２２－３は、ＱＫＤモジュール１３０ａと１３０ｃにアプリケーション１１１ａを割り当て、ＱＫＤモジュール１３０ｂにアプリケーション１１１ｂを割り当てる分配リスト（図２０）を作成する。
このように、第３の実施形態では、鍵残量、および鍵生成速度、およびアプリケーションの要求に応じて、使用するＱＫＤモジュールが決定される。これにより、要求の異なる複数のアプリケーションがある場合、要求の高いアプリケーションに対して暗号鍵リソースを優先的に割り当てることが可能となる。
以上説明したとおり、第１から第３の実施形態によれば、送受信可能なデータ量を増大させることが可能となる。
次に、第１から第３の実施形態にかかる通信装置のハードウェア構成について図２１を用いて説明する。図２１は、第１から第３の実施形態にかかる通信装置のハードウェア構成例を示す説明図である。
第１から第３の実施形態にかかる通信装置は、ＣＰＵ５１などの制御装置と、ＲＯＭ（Read Only Memory）５２やＲＡＭ（Random Access Memory）５３などの記憶装置と、ネットワークに接続して通信を行う通信Ｉ／Ｆ５４と、各部を接続するバス６１を備えている。
第１から第３の実施形態にかかる通信装置で実行されるプログラムは、ＲＯＭ５２等に予め組み込まれて提供される。
第１から第３の実施形態にかかる通信装置で実行されるプログラムは、インストール可能な形式又は実行可能な形式のファイルでＣＤ－ＲＯＭ（Compact Disk Read Only Memory）、フレキシブルディスク（ＦＤ）、ＣＤ－Ｒ（Compact Disk Recordable）、ＤＶＤ（Digital Versatile Disk）等のコンピュータで読み取り可能な記録媒体に記録してコンピュータプログラムプロダクトとして提供されるように構成してもよい。
さらに、第１から第３の実施形態にかかる通信装置で実行されるプログラムを、インターネット等のネットワークに接続されたコンピュータ上に格納し、ネットワーク経由でダウンロードさせることにより提供するように構成してもよい。また、第１から第３の実施形態にかかる通信装置で実行されるプログラムをインターネット等のネットワーク経由で提供または配布するように構成してもよい。
第１から第３の実施形態にかかる通信装置で実行されるプログラムは、コンピュータを上述した通信装置の各部として機能させうる。このコンピュータは、ＣＰＵ５１がコンピュータ読取可能な記憶媒体からプログラムを主記憶装置上に読み出して実行することができる。
本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。
１００、１００－２、１００－３ 通信装置
１２０、１２０－２、１２０－３ データ処理部
１２１、１２１－２、１２１－３ 取得部
１２２、１２２－２、１２２－３ 作成部
１２３ 分割部
１２４、１２４－２、１２４－３ 決定部
１２５ 結合部
１３０ａ、１３０ｂ、１３０ｃ ＱＫＤモジュール
１４０、１４０－２、１４０－３ 記憶部

Claims (12)

  1. 外部通信装置との間で量子鍵配送により暗号鍵を生成し、生成した前記暗号鍵を用いてデータを暗号化して前記外部通信装置に送信する複数の通信部と、
    アプリケーションから送信が要求されたデータを複数の送信データに分割する分割部と、
    分割された複数の前記送信データそれぞれの送信に用いる前記通信部を、複数の前記通信部のいずれかに決定する決定部と、
    を備える通信装置。
  2. 前記決定部は、複数の前記通信部それぞれの前記暗号鍵の生成速度、および、複数の前記通信部それぞれの前記暗号鍵の残量の少なくとも一方が他の前記通信部より大きい前記通信部が、より多くの前記送信データを送信するように、複数の前記送信データそれぞれの送信に用いる前記通信部を決定する、
    請求項１に記載の通信装置。
  3. 前記決定部は、複数の前記通信部のうち、前記残量が前記送信データの送信に必要な前記暗号鍵の量以上である前記通信部を、前記送信データの送信に用いる前記通信部として決定する、
    請求項２に記載の通信装置。
  4. 前記決定部は、複数の前記通信部のうち、前記残量が他の前記通信部より大きい前記通信部を、前記送信データの送信に用いる前記通信部として決定する、
    請求項２に記載の通信装置。
  5. 前記決定部は、前記生成速度および前記残量の少なくとも一方に基づいて算出される重みが他の前記通信部より大きい前記通信部が、より多くの前記送信データを送信するように、複数の前記送信データそれぞれの送信に用いる前記通信部を決定する、
    請求項２に記載の通信装置。
  6. 前記分割部は、優先度が割り当てられた複数のアプリケーションから送信が要求されたデータそれぞれを複数の送信データに分割し、
    前記決定部は、前記優先度が他の前記アプリケーションより大きい前記アプリケーションに対して、複数の前記通信部それぞれの前記暗号鍵の生成速度、および、複数の前記通信部それぞれの前記暗号鍵の残量の少なくとも一方が他の前記通信部より大きい前記通信部を優先して、前記送信データの送信に用いることを決定する、
    請求項１に記載の通信装置。
  7. 前記決定部は、複数の前記通信部それぞれの前記暗号鍵の生成速度、および、複数の前記通信部それぞれの前記暗号鍵の残量のうち少なくとも一方に基づいて、前記アプリケーションが要求する通信速度および通信遅延の少なくとも一方を満たす前記通信部から、複数の前記送信データそれぞれの送信に用いる前記通信部を決定する、
    請求項１に記載の通信装置。
  8. 前記決定部は、前記生成速度および前記残量に基づいて算出される通信の最大速度、および、前記最大速度に基づいて算出される通信の遅延の少なくとも一方に基づいて、前記アプリケーションが要求する通信速度および通信遅延の少なくとも一方を満たす前記通信部から、複数の前記送信データそれぞれの送信に用いる前記通信部を決定する、
    請求項７に記載の通信装置。
  9. 複数の前記通信部は、前記外部通信装置が暗号化して送信した送信データを受信し、受信した送信データを復号し、
    複数の前記通信部により復号された送信データを結合する結合部をさらに備える、
    請求項１に記載の通信装置。
  10. 複数の通信部が、外部通信装置との間で量子鍵配送により暗号鍵を生成し、生成した前記暗号鍵を用いてデータを暗号化して前記外部通信装置に送信する送信ステップと、
    分割部が、アプリケーションから送信が要求されたデータを複数の送信データに分割する分割ステップと、
    決定部が、分割された複数の前記送信データそれぞれの送信に用いる前記通信部を、複数の前記通信部のいずれかに決定する決定ステップと、
    を含む通信方法。
  11. 外部通信装置との間で量子鍵配送により暗号鍵を生成し、生成した前記暗号鍵を用いてデータを暗号化して前記外部通信装置に送信する複数の通信部を有する通信装置が備えるコンピュータに、
    アプリケーションから送信が要求されたデータを複数の送信データに分割する分割ステップと、
    分割された複数の前記送信データそれぞれの送信に用いる前記通信部を、複数の前記通信部のいずれかに決定する決定ステップと、
    を実行させるためのプログラム。
  12. データを送信する送信装置と、前記データを受信する受信装置と、を備える通信システムであって、
    前記送信装置は、
    前記受信装置との間で量子鍵配送により暗号鍵を生成し、生成した前記暗号鍵を用いてデータを暗号化して前記受信装置に送信する複数の通信部と、
    アプリケーションから送信が要求されたデータを複数の送信データに分割する分割部と、
    分割された複数の前記送信データそれぞれの送信に用いる前記通信部を、複数の前記通信部のいずれかに決定する決定部と、を備える、
    通信システム。
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