(57)【要約】【課題】装置構成を複雑化させることなく、誤って安全でない暗号鍵を提供することを阻止し、鍵の安全性を保つことができる情報処理装置、通信システム、情報処理方法およびプログラムを提供する。【解決手段】情報処理方法は、監視ステップと、鍵提供ステップと、を備える。監視ステップは、量子鍵配送技術を用いて複数の装置間で共有する鍵情報を生成する鍵生成部を備える情報処理装置の動作状況を監視する。鍵提供ステップは、動作状況が所定の条件を満たす場合に、生成された鍵情報を提供し、動作状況が条件を満たさない場合に、生成された鍵情報の提供を停止する。【選択図】図３
2020022155.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
量子鍵配送技術を用いて複数の装置間で共有する鍵情報を生成する鍵生成部を備える情報処理装置の動作状況を監視する監視ステップと、
前記動作状況が所定の条件を満たす場合に、生成された前記鍵情報を提供し、前記動作状況が前記条件を満たさない場合に、生成された前記鍵情報の提供を停止する鍵提供ステップと、
を含む情報処理方法。
【請求項２】
前記動作状況は、秘匿性増強処理の鍵長計算で考慮されていない動作の状況を示す、
請求項１に記載の情報処理方法。
【請求項３】
生成された前記鍵情報を記憶部に記憶する記憶ステップと、
前記動作状況が前記条件を満たさない場合に、前記鍵情報を前記記憶部から削除する削除ステップと、をさらに含む、
請求項１に記載の情報処理方法。
【請求項４】
リアルタイムに、または、一定の期間が経過するごとに前記動作状況を収集し、収集した前記動作状況に基づいて、前記動作状況が前記条件を満たすか否かを判断する判断ステップをさらに含む、
請求項１に記載の情報処理方法。
【請求項５】
前記動作状況は、前記鍵情報の生成に用いられる乱数の乱数性、通信の認証設定、送信する光子の光源の特性、および、前記光子を変調する変調部の特性のうち少なくとも１つを含む、
請求項１に記載の情報処理方法。
【請求項６】
前記動作状況は、前記情報処理装置に対する不正アクセスを検知するための検知装置の出力結果を含む、
請求項１に記載の情報処理方法。
【請求項７】
前記鍵情報の提供が停止された場合に、前記鍵情報の提供が停止されたことを示す出力情報を出力する出力ステップをさらに含む、
請求項１に記載の情報処理方法。
【請求項８】
前記出力ステップは、表示装置への表示、光による出力、音による出力、および、ネットワークを介した出力先への出力、のいずれか１以上により、前記出力情報を出力する、
請求項７に記載の情報処理方法。
【請求項９】
前記出力ステップは、前記情報処理装置への不正アクセスが検知されたときに、前記出力情報を出力する、
請求項７に記載の情報処理方法。
【請求項１０】
前記不正アクセスは、前記情報処理装置の筐体の開封を検知する検知装置、および、前記情報処理装置が設置されている領域への物体の侵入を検知する検知装置の少なくとも一方により検知される、
請求項９に記載の情報処理方法。
【請求項１１】
前記出力ステップは、前記出力情報とともに、前記鍵情報の提供が停止された原因を示す情報を出力する、
請求項７に記載の情報処理方法。
【請求項１２】
前記条件は、量子鍵配送技術で提供される鍵情報の安全性を証明する理論により求められる条件である、
請求項１に記載の情報処理方法。
【請求項１３】
量子鍵配送技術を用いて複数の装置間で共有する鍵情報を生成する鍵生成部による鍵生成処理の動作状況を判定するための第２判定情報を受信するステップと、
異常が発生したことを示す前記第２判定情報を受信した場合に、生成された前記鍵情報の提供を停止するステップと、
を含む情報処理方法。
【請求項１４】
情報処理装置であって、
量子鍵配送技術を用いて複数の装置間で共有する鍵情報を生成する鍵生成部と、
前記情報処理装置の動作状況を監視する監視部と、
前記動作状況が所定の条件を満たす場合に、生成された前記鍵情報を提供し、前記動作状況が前記条件を満たさない場合に、生成された前記鍵情報の提供を停止する鍵提供部と、
を備える情報処理装置。
【請求項１５】
送信装置と、受信装置とを備える通信システムであって、
量子鍵配送技術を用いて複数の装置間で共有する鍵情報を生成する鍵生成部と、
前記送信装置および前記受信装置の動作状況を監視する監視部と、
前記動作状況が所定の条件を満たす場合に、生成された前記鍵情報を提供し、前記動作状況が前記条件を満たさない場合に、生成された前記鍵情報の提供を停止する鍵提供部と、を備える、
通信システム。
【請求項１６】
コンピュータに、
量子鍵配送技術を用いて複数の装置間で共有する鍵情報を生成する鍵生成部を備える情報処理装置の動作状況を監視する監視ステップと、
前記動作状況が所定の条件を満たす場合に、生成された前記鍵情報を提供し、前記動作状況が前記条件を満たさない場合に、生成された前記鍵情報の提供を停止する鍵提供ステップと、
を実行させるためのプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、情報処理装置、通信システム、情報処理方法およびプログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
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。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】国際公開第２０１８／０４３７４２号
【非特許文献】
【０００４】
【非特許文献１】V.  Scarani,  et  al.,  “The  security  of  practical  quantum  key  distribution”，Rev.  Mod.  Phys.  81（3）,  1301-1350  （2009）
【非特許文献２】Hoi-Kwong  Lo,  et  al.，“Secure  quantum  key  distribution”，  Nature  Photonics,  DOI:  10.1038/NPHOTON.2014.149
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、従来技術では、暗号鍵の安全性が保たれない場合があった。例えば、ＱＫＤの安全性理論には満たすべき複数の前提条件があるが、何らかの異常が発生し、それらの前提条件の一部が満たされなくなった場合、暗号鍵は安全でなくなる可能性がある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
実施形態の情報処理方法は、監視ステップと、鍵提供ステップと、を備える。監視ステップは、量子鍵配送技術を用いて複数の装置間で共有する鍵情報を生成する鍵生成部を備える情報処理装置の動作状況を監視する。鍵提供ステップは、動作状況が所定の条件を満たす場合に、生成された鍵情報を提供し、動作状況が条件を満たさない場合に、生成された鍵情報の提供を停止する。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】量子鍵配送処理の例を示す図。
【図２】第１の実施形態の通信システムの機能ブロック図。
【図３】第１の実施形態における監視処理のフローチャート。
【図４】第１の実施形態における表示画面の例を示す図。
【図５】第２の実施形態の通信システムの機能ブロック図。
【図６】第３の実施形態の通信システムの機能ブロック図。
【図７】第３の実施形態における監視処理のフローチャート。
【図８】第１〜第３の実施形態の装置の主要部のハードウェア構成図。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
以下に添付図面を参照して、この発明にかかる情報処理装置の好適な実施形態を詳細に説明する。
【０００９】
（第１の実施形態）
【００１０】
前述のように、量子鍵配送（ＱＫＤ）とは、光ファイバで接続された、単一光子を連続的に送信する送信装置（送信器）と、単一光子を受信する受信装置（受信器）と、の間で、安全に暗号鍵を共有する手法である。ここで共有される暗号鍵は、量子力学の原理に基づいて、盗聴されていないことが保証されている。共有された暗号鍵は、装置間の暗号通信に利用される。例えば、ワンタイムパッドと呼ばれる、送受信する情報のサイズ（量）と同サイズ（量）の暗号鍵を使い、使い終わった暗号鍵は破棄してゆく暗号通信方式が知られている。ワンタイムパッドを利用して暗号データ通信を行うと、このときのデータは、如何なる知識を有する盗聴者によっても解読できないことが情報理論によって保証されている。
【００１１】
ＱＫＤシステムでは、送信装置が、共有する暗号鍵の元となる乱数を生成し、生成した乱数を単一光子に符号化し、光ファイバを介して受信装置へ送る。受信装置は、送られてきた単一光子を復号および検出する。さらに、送信装置および受信装置の間で所定の処理が実行された上で、最終的に送信装置および受信装置の間で共通な暗号鍵が生成される。所定の処理には、シフティング処理、誤り訂正処理、および、秘匿性増強処理が含まれる。
【００１２】
現在の技術水準では、完全な単一光子源の実環境での運用は困難なため、通常、レーザ装置の光パルス出力を減衰させて擬似的な単一光子が生成される。ＱＫＤシステムでは、量子状態を保ったまま光子を伝送させる必要があるため、従来のインターネット通信で用いられる増幅器は利用できない。通常、実環境でＱＫＤシステムを運用する場合、増幅器を介さない専用の光ファイバが用いられる。光子の伝送経路は、量子通信路と呼ばれる場合がある。
【００１３】
なお、光子の伝送以外にも送信装置および受信装置の間の同期を取るための装置間の通信が必要になる。この通信経路は古典通信路と呼ばれる場合がある。古典通信路は、通常、量子通信路とは別の光ファイバを使用する。最後の秘匿性増強処理において、盗聴された可能性に応じて最終的な鍵の長さを縮めることで暗号鍵の安全性が担保される。一般的に、盗聴された可能性は量子通信の誤り率で判断される。
【００１４】
このように、秘匿性増強処理では、量子通信の誤り率に応じて暗号鍵の長さ（鍵長）を縮めることで、暗号鍵の安全性が担保される。暗号鍵の安全性を理論的に証明しているＱＫＤの安全性理論には満たすべき複数の前提条件（所定の条件）がある。そのためＱＫＤシステムを設計および製造する場合、それらの前提条件を満たように設計および製造される必要がある。また、ＱＫＤシステム動作中もそれらの前提条件が成り立っている必要がある。しかし、装置動作中、何らかの異常が発生し、それらの前提条件の一部が満たされなくなった場合、暗号鍵は安全でなくなる。
【００１５】
量子誤り率が上昇する場合は、秘匿性増強処理において安全性が考慮され、暗号鍵のサイズが小さくなる、または、ゼロになる。しかし、異常の種類によっては量子暗号の誤り率が上昇しない可能性がある。このような場合、秘匿性増強処理で何も考慮されないまま、暗号鍵が生成される。例えば、使用している乱数生成器に異常があり、一様乱数が生成されない（例えば０と１を交互に繰り返す情報が乱数として生成される）場合、暗号鍵の中身は盗聴されやすくなる（０と１を交互に繰り返すだけのため）が、量子通信の誤り率は上昇しない。この結果、暗号鍵は安全ではないのに、秘匿性増強処理において盗聴を検知できず、安全でない暗号鍵を使用して暗号通信が行われる。
【００１６】
このような問題への対策としていくつかの先行研究があるが、これらは特定の装置の脆弱性を利用した攻撃に対する対策でしかない。これらのすべての対策を網羅的に実装する方法も考えられるが、このような方法では装置構成が複雑になるとともに、未知の攻撃に弱くなる。
【００１７】
そこで、第１の実施形態にかかる情報処理装置は、ＱＫＤの安全性理論に関する項目について装置の動作状況（動作異常）を監視し、何らかの異常を検知すれば暗号鍵を提供しない（例えば生成した暗号鍵を捨てる）、という方法をとる。これにより、装置構成を複雑化させることなく、誤って安全でない暗号鍵を提供することを阻止し、鍵の安全性を保つことができる。
【００１８】
最初に、図１を用いて、量子鍵配送および量子暗号の処理の流れについて説明する。以下の各処理を実行し、暗号通信に必要な暗号鍵情報を出力する処理が、量子鍵配送処理である。
【００１９】
１.光子送受信処理
【００２０】
送信装置１００（情報処理装置の一例）は、受信装置２００に対して、単一光子を伝送できる量子通信路を介して単一光子を送信する（光子送信処理）。受信装置２００は、送信された単一光子を検出する（光子検出処理）。送信装置１００は、光子を送信する際の基底情報（送信基底）とビット情報（送信ビット）を記録する。受信装置２００は、光子を受信する際の基底情報（受信基底）と受信ビット情報（受信ビット）を記録する。送信ビットおよび送信基底は、送信装置１００内で光子１つ１つに対しランダムに選択される。受信基底は、受信装置２００内で光子１つ１つに対しランダムに選択される。ここで記録された情報を、送信装置１００側では送信光子情報、受信装置２００側では検出光子情報と呼ぶ。
【００２１】
２.シフティング処理
【００２２】
シフティング処理は、送信装置１００では送信光子情報を、受信装置２００では検出光子情報を、入力して実行される。まず、送信装置１００と受信装置２００との間で光子選別情報が交換される。次に、送信装置１００が該当光子を送信したときの送信基底と、受信装置２００が該当光子を受信したときの受信基底とが一致した検出光子情報およびそれに対応する送信光子情報のみを、送信装置１００および受信装置２００がそれぞれ選び出す。送信装置１００は、選び出された送信光子情報の送信ビットからなるデータ列を、受信装置２００は、選び出された検出光子情報の受信ビットからなるデータ列を、それぞれシフト鍵情報として出力する。なお、この処理を実行するためには、送受信間で光子の識別が一致している必要がある。そのために通常、送信装置１００と受信装置２００は同期して動作する。送信装置１００から受信装置２００に送信される光子には、光子送受信処理の際に、光ファイバ上のノイズ、受信機の光子検出器特性に起因するノイズ、および、盗聴者による盗聴の痕跡等が含まれうる。このため、送信装置１００と受信装置２００のシフト鍵情報は一部異なっている（誤りが含まれる）ことがある。送信装置１００および受信装置２００は、一部のシフト鍵情報を交換することで、誤り率を計算する。一般に、この誤り率を推定誤り率と呼ぶ（シフト鍵全体の情報を使っていないので推定と呼ぶ）。推定誤り率の計算は、送信装置１００および受信装置２００のいずれか一方または両方で実行される。この推定誤り率が一定以下であれば次の誤り訂正処理が実行される。
【００２３】
３.誤り訂正処理
【００２４】
誤り訂正処理は、シフティング処理後のシフト鍵情報を入力して実行される。誤り訂正処理の目的は、シフト鍵情報に含まれている誤りを訂正し、送信装置１００と受信装置２００とで完全に一致するビット列を出力することである。この完全に一致したビット列を誤り訂正鍵情報と呼ぶ。誤り訂正処理の処理では、送信装置１００と受信装置２００との間で、誤り訂正用制御情報が交換される。また、この処理の結果、シフト鍵全体の情報に対する誤り率が計算できる。
【００２５】
４．秘匿性増強処理
【００２６】
秘匿性増強処理は、誤り訂正処理後の誤り訂正鍵情報を入力して実行される。秘匿性増強処理の目的は、量子暗号の理論に基づき、光子送受信処理、シフティング処理、および、誤り訂正処理で理論上漏洩している可能性が考えられる情報量を打ち消し、完全に盗聴の可能性がない、かつ、送信装置１００と受信装置２００で完全一致したビット列（暗号鍵情報と呼ぶ）を出力することである。具体的には、誤り訂正鍵情報が、漏えいした可能性のある情報量だけ圧縮される。圧縮の度合は、秘匿性増強処理までの処理で得られた統計情報を元に量子暗号理論によって決定される。秘匿性増強処理の処理手順には、送信装置１００と受信装置２００との間で、秘匿性増強用制御情報を交換する処理が含まれていてもよい。
【００２７】
次に、第１の実施形態の通信システム（ＱＫＤシステム）の構成例について説明する。図２は、第１の実施形態の通信システムの機能構成例を示すブロック図である。図２に示すように、通信システムは、送信装置１００と、受信装置２００とが、量子通信路１１および古典通信路１２とを介して接続された構成となっている。
【００２８】
まず送信装置１００について説明する。送信装置１００は、光子生成部１０１と、変調部１０２と、乱数生成部１０３と、制御部１１０と、記憶部１２１と、カメラ１２２と、センサ１２３と、表示部１２４と、を備えている。
【００２９】
光子生成部１０１は、単一光子を生成する。光子生成部１０１は、単一光子の発生源として、通常のレーザ光源を減衰させた光源を用いてもよい。通常のレーザ光源を用いる場合、送信装置１００にて送信基底と送信ビット情報をエンコードする際、厳密には単一光子ではなく、複数の光子が送出される場合がある。このような場合を排除し、量子鍵配送の安全性を保証するため、デコイ法と呼ばれる方法を用いてもよい。デコイ法では、出力レーザの強度を常に一定とするのではなく、ある一定の確率で、通常のビットを送信する際とは異なるレーザ出力強度で送信する。この場合、光子生成部１０１は半導体レーザの他に減衰器、および、その駆動回路等によって構成されてもよい。単一光子の生成動作は、前述のレーザ光源をパルス駆動させることで実現してよい。その駆動速度は高速であり、例えば１ＧＨｚ等である。これより高速であっても低速であってもよい。
【００３０】
変調部１０２は、ランダムに選択された送信ビットと送信基底に基づいて光子を変調する。変調として、光の位相、および、偏光のいずれを用いてもよい。例えば位相変調を用いた場合、ビット値０、１に対応する変調量は０、πが割り当てられ、基底値０、１に対応する変調量は０、π／２が割り当てられる。最終的に変調部１０２に指示する変調量は、ビット値の変調量と基底値の変調量を足した量になる。送信ビットと送信基底の選択は光子１つ１つに対して実行される。送信基底を選ぶ際、変調部１０２は、基本的には二種類の基底を５０：５０の確率でランダムに選択する。変調部１０２は、より効率的に暗号鍵の配信を行うため、この割合に傾斜をつけ、異なる比率で送信基底を選択してもよい。
【００３１】
制御部１１０は、以上のような処理を実現するために、光子生成部１０１および変調部１０２の動作を制御する。また、制御部１１０は、前述の送信装置１００でのシフティング処理、誤り訂正処理、および、秘匿性増強処理の実行を制御する。制御部１１０の機能の詳細は後述する。
【００３２】
乱数生成部１０３は、制御部１１０が使用する乱数を生成する。一般的に物理乱数源が使用される。
【００３３】
記憶部１２１は、送信装置１００で実行される各種処理で用いられる各種情報を記憶する。例えば記憶部１２１は、秘匿性増強処理によって生成された暗号鍵情報を記憶する。
【００３４】
カメラ１２２およびセンサ１２３は、送信装置１００に対する不正アクセスを検知するための検知装置の一例である。カメラ１２２は、例えば、送信装置１００の周辺などの撮像領域の画像を撮像する撮像装置である。センサ１２３は、例えば人感センサ、および、筐体の開封を検知するための検知センサなどである。カメラ１２２および人感センサは、送信装置１００が設置されている領域への物体（人など）の侵入を検知するための検知装置に相当する。
【００３５】
カメラ１２２およびセンサ１２３の一方のみが備えられていてもよい。また、カメラ１２２およびセンサ１２３の少なくとも一方は、送信装置１００の外部（例えば送信装置１００が設置されている領域）に備えられてもよい。この場合、送信装置１００は、外部のカメラ１２２およびセンサ１２３から検知情報（画像、検知信号など）を受信する。また、後述する制御部１１０内の判断部１１３（監視部）は、受信した検知情報を参照して動作状況（第１判定情報）を監視し、暗号鍵（暗号鍵情報）の提供可否を判断する。
【００３６】
表示部１２４は、送信装置１００による各種処理で扱われる情報を表示するための表示装置であり、例えば液晶ディスプレイ、および、表示機能を備えるタッチパネルなどにより実現される。表示部１２４は、例えば、暗号鍵の提供が停止されたことを示す出力情報を出力するために用いられる。
【００３７】
次に、受信装置２００について説明する。受信装置２００は、変調部２０１と、検出部２０２と、乱数生成部２０３と、制御部２１０と、記憶部２２１と、カメラ２２２と、センサ２２３と、表示部２２４と、を備えている。
【００３８】
変調部２０１は、送信装置１００内での処理と同様に、ランダムに選択された受信基底に基づいて、送られてきた光子を変調する。変調として、光の位相、および、偏光のいずれを用いてもよいが、送信装置１００内での変調と合わせる必要がある。例えば位相変調を用いた場合、基底値０、１に対応する変調量は０、π／２が割り当てられる。受信基底を選ぶ際、変調部２０１は、基本的には二種類の基底を５０：５０の確率でランダムに選択する。変調部２０１は、より効率的に暗号鍵の配信を行うため、この割合に傾斜をつけ、異なる比率で受信基底を選択してもよい。この比率は、送信基底と同じにする必要がある。
【００３９】
検出部２０２は、変調部２０１から出力された光子を検出する。光子検出には、アバランシェフォトダイオード（ＡＰＤ）と呼ばれる光子検出素子を用いて行ってもよい。ＡＰＤは、例えば、インジウムガリウムヒ素、シリコン、ゲルマニウム、または、窒化ガリウムで生成されたＡＰＤでもよい。ＡＰＤは、ガイガーモードと呼ばれる動作モードで駆動する。ガイガーモードでは、ＡＰＤの逆電圧を降伏電圧（ブレークダウン電圧）以上にして動作させ、アバランシェ効果により、光子の入射に対して大きいパルスを発生させることによって、単一光子が検出される。検出部２０２は、ブレークダウン電圧を超える電圧と、ブレークダウン電圧未満の電圧と、を含む方形波または正弦波状の電圧を供給することによって、単一光子の検出動作を連続的に行う。その駆動速度は高速であり、例えば１ＧＨｚ等である。これより高速であっても低速であってもよい。受信基底は、光の位相または偏光に対応させてデコードされる。検出部２０２は、光子の検出結果を受信ビットとする。
【００４０】
制御部２１０は、以上のような処理が実行されるよう、変調部２０１および検出部２０２を制御する。また、制御部２１０は、前述の受信装置２００でのシフティング処理、誤り訂正処理、および、秘匿性増強処理の実行を制御する。制御部２１０の機能の詳細は後述する。
【００４１】
乱数生成部２０３は、制御部２１０が使用する乱数を生成する。一般的に物理乱数源が使用される。
【００４２】
記憶部２２１は、受信装置２００で実行される各種処理で用いられる各種情報を記憶する。例えば記憶部２２１は、秘匿性増強処理によって生成された暗号鍵情報を記憶する。
【００４３】
カメラ２２２およびセンサ２２３は、受信装置２００に対する不正アクセスを検知するための検知装置の一例である。カメラ２２２およびセンサ２２３は、送信装置１００のカメラ１２２およびセンサ１２３と同様の装置により実現できる。
【００４４】
カメラ２２２およびセンサ２２３の一方のみが備えられていてもよい。また、カメラ２２２およびセンサ２２３の少なくとも一方は、受信装置２００の外部（例えば受信装置２００が設置されている領域）に備えられてもよい。この場合、受信装置２００は、外部のカメラ２２２およびセンサ２２３から検知情報（画像、検知信号など）を受信する。
【００４５】
表示部２２４は、受信装置２００による各種処理で扱われる情報を表示するための表示装置であり、例えば液晶ディスプレイ、および、表示機能を備えるタッチパネルなどにより実現される。表示部２２４は、例えば、暗号鍵の提供が停止されたことを示す出力情報を出力するために用いられる。
【００４６】
シフティング処理を実行するために、送信装置１００の制御部１１０と受信装置２００の制御部２１０は時刻同期しており、時刻に基づいて送受信間で光子の識別を一致させている。例えば、送信装置１００の制御部１１０と受信装置２００の制御部２１０は、それぞれ発振器を備え、それらの発振器は互いに同期している。この発振器で数えたカウントに基づいて光子に番号を振り、この番号で送受信間での光子の識別を一致させる。発振器同期のための同期信号が、送信装置１００と受信装置２００との間で伝送される。同期信号は、例えば光子選別情報と同じ古典通信路１２を介して送信される。同期信号は、古典通信路１２と異なる通信路で送信されてもよい。
【００４７】
量子通信路１１および古典通信路１２は、標準的なシングルモード光ファイバがよく用いられるが、マルチモード光ファイバが用いられてもよい。後者の場合、量子通信路１１および古典通信路１２それぞれが、マルチモードの１つのコアに対応する。単一光子と光子選別情報とは光の強度が大きく異なるため、両通信路には別の光ファイバ（または別のコア）が割り当てられる。
【００４８】
次に、量子暗号の安全性理論で求められる前提条件について説明する。量子暗号のプロトコルにも依存するが、例えば以下の（Ｃ１）〜（Ｃ４）の前提条件が成り立つことが、量子暗号の安全性に必要になる。なお、これらの条件は秘匿性増強処理における鍵長計算では考慮されていない。
（Ｃ１）盗聴者は、送信装置１００および受信装置２００内部の暗号鍵情報や装置の設定情報を盗むために、装置への不正アクセスはできない。
（Ｃ２）送信装置１００と受信装置２００で使用する乱数は物理的に一様な乱数である。
【００４９】
（Ｃ３）古典通信路１２は情報論的に改ざん不可能な認証方式（例えば、Carter,  L.,  Wegman,  M.N.,  Universal  classes  of  hash  functions,  J.  Comput.  Syst.  Sci.  18,  143-154  （1979）に記載の認証方式）を用いる。
（Ｃ４）盗聴者は物理法則に従う。
【００５０】
上記条件に加え、実装の際には下記の（Ｃ５）〜（Ｃ８）の条件も必要になる。ただし、これらの条件が満たされない場合、秘匿性増強処理の際の鍵長計算時に誤り率などが理想的な状態からずれるため、盗聴の可能性があるとみなされ（量子暗号では装置の異常であってもすべて盗聴の可能性としてみなす）、鍵が生成されなくなる。
（Ｃ５）光の変調が正しく行われること。例えば、位相変調方式の場合、位相を９０度変化させる際は、正しく９０度変更されること。
【００５１】
（Ｃ６）光源が単一光子源であること。例えばデコイ方式を用いる場合は、光源の光強度が所定の強度で一定になっていて、かつ、出力される光子の位相がランダムで光子数がポアソン分布あること。
（Ｃ７）光検出器（検出部２０２）は光子による信号以外の雑音が一切ないこと。
（Ｃ８）量子通信路１１を含めた光の経路では、盗聴以外で光子の状態が変化しないこと。
【００５２】
次に、制御部１１０および２１０の機能構成の詳細について説明する。図２に示すように、制御部１１０は、鍵生成部１１１と、通信制御部１１２と、判断部１１３と、鍵提供部１１４と、出力制御部１１５と、を備えている。制御部２１０は、鍵生成部２１１と、通信制御部２１２と、鍵提供部２１４と、出力制御部２１５と、を備えている。
【００５３】
鍵生成部１１１および２１１は、例えば上記のようなシフティング処理、誤り訂正処理、および、秘匿性増強処理の実行を制御し、共有する暗号鍵を生成する。生成された暗号鍵は、例えば記憶部１２１および２２１に記憶される。記憶部１２１および２２１は、暗号鍵を識別するための識別情報（鍵番号など）、および、暗号鍵を記憶した時の時刻を示す時刻情報とともに暗号鍵を記憶してもよい。
【００５４】
通信制御部１１２および２１２は、他の装置との間の情報の送受信を制御する。例えば受信装置２００の通信制御部２１２は、鍵生成部２１１による鍵生成処理の動作状況を判定するための第１判定情報を、送信装置１００（通信制御部１１２）に送信する。また送信装置１００の通信制御部１１２は、受信装置２００から送信された第１判定情報、および、送信装置１００の鍵生成部１１１による鍵生成処理の動作状況を判定するための第１判定情報を受信する。本実施形態では、動作状況自体（を示す情報）が、第１判定情報として利用される。
【００５５】
動作状況は、例えば、秘匿性増強処理の鍵長計算で考慮されていない動作の状況を示す。より具体的には、動作状況は、例えば、暗号鍵の生成に用いられる乱数の乱数性（Ｃ２）、通信の認証設定（Ｃ３）、送信する光子の光源の特性（Ｃ６）、および、光子を変調する変調部１０２の特性（Ｃ５）、のうち少なくとも１つを含む。また、動作状況は、送信装置１００および受信装置２００に対する不正アクセスを検知するための検知装置の出力結果（Ｃ１）を含む。
【００５６】
動作状況は、これらの例に限られるものではない。量子鍵配送のプロトコルに応じて、暗号鍵の安全性に関する要素が変わりうるからである。暗号鍵の安全性に関する要素について前述の例以外にも必要な場合、動作状況の収集対象として追加してもよい。
【００５７】
判断部１１３は、動作状況（第１判定情報）を監視し、動作状況に基づいて、生成された暗号鍵（暗号鍵情報）の提供可否を判断する。例えば判断部１１３は、動作状況が上述のような安全性の条件を満たすか否かを判断し、条件を満たす場合に、暗号鍵を提供すると判断する。判断部１１３は、リアルタイムに動作状況を収集してもよいし、一定の期間が経過するごとに動作状況を収集してもよい。動作状況は複数の種類が想定されるが、各動作状況の収集タイミングは複数の種類間で独立していてもよい。すなわち、各動作状況を示す情報の収集が準備できれば、逐次、判断部１１３へ送られてもよい。
【００５８】
送信装置１００および受信装置２００に対する不正アクセスは、例えば判断部１１３が、カメラ１２２（２２２）およびセンサ１２３（２２３）からの出力結果（画像、センサ出力など）を監視することにより判断することができる。例えば判断部１１３は、カメラ１２２（２２２）から出力された画像を解析し、人などの移動体が検出された場合に、不正アクセスがあったと判断する。また判断部１１３は、人感センサまたは筐体の開封を検知するための検知センサから信号が出力された場合、不正アクセスがあったと判断する。
【００５９】
鍵提供部１１４および２１４は、動作状況が安全性の条件を満たすと判断された場合に、生成された暗号鍵を提供し、動作状況が安全性の条件を満たさないと判断された場合に、生成された暗号鍵の提供を停止する。鍵提供部１１４および２１４は、判断部１１３により提供すると判断された暗号鍵を、例えば暗号鍵を利用するアプリケーションなどに提供する。鍵提供部１１４および２１４は、提供できないと判断された暗号鍵を記憶部１２１および２２１から削除してもよい。
【００６０】
暗号鍵が生成（記憶）された時刻に応じて、鍵提供部１１４および２１４が提供する暗号鍵または削除する暗号鍵が決定されてもよい。例えば判断部１１３は、送信装置１００と受信装置２００から時刻情報と一緒に動作状況を収集するか、動作状況を収集した時刻を記憶部１２１などに記憶する。判断部１１３は、送信装置１００または受信装置２００で、ある時刻Ａに異常があると判断すると、鍵提供部１１４および２１４に対して、鍵提供の停止、および、時刻Ａ以降に記憶した鍵を削除するように指示する。この指示を受けて、鍵提供部１１４および２１４は、時刻Ａ以降に記憶した暗号鍵を削除し、異常が解除されるまで暗号鍵の提供を停止する。
【００６１】
鍵提供部１１４および２１４は、異常が発生する前（時刻Ａより前）に記憶した暗号鍵の提供は継続してもよい。鍵提供部１１４および２１４は、異常が解消されたと判断された場合に、それ以降に生成された暗号鍵の提供を再開してもよい。
【００６２】
出力制御部１１５は、送信装置１００による各種処理で扱われる各種情報の出力を制御する。例えば出力制御部１１５は、暗号鍵の提供が停止された場合に、暗号鍵の提供が停止されたことを示す出力情報を、表示部１２４に表示する。なお、出力情報の出力方法は、表示部１２４などに表示する方法に限られず、どのような方法であってもよい。例えば、以下のような出力方法を用いてもよい。
・ＬＥＤなどの照明装置を用いて光により出力情報を出力する方法。
・スピーカなどの音出力装置を用いて音により出力情報を出力する方法。
・ネットワークを介して指定された出力先（メールアドレス、管理者用の端末など）へ出力情報を出力する方法。・プリンタなどの出力装置を用いて紙などの媒体に出力情報を出力する方法。
・ログファイルなどの電子データに出力する方法。
【００６３】
出力制御部２１５は、受信装置２００による各種処理で扱われる各種情報の出力を制御する。例えば出力制御部２１５は、暗号鍵の提供が停止された場合に、暗号鍵の提供が停止されたことを示す出力情報を、表示部２２４に表示する。暗号鍵の提供が停止されたことは、送信装置１００の判断部１１３から通知されてもよいし、判断部１１３からの指示に応じて鍵提供を停止した鍵提供部２１４から通知されてもよい。出力制御部２１５による出力情報の出力方法は、出力制御部１１５と同様である。
【００６４】
なお、送信装置１００および受信装置２００のいずれか一方のみで出力情報が出力されてもよい。この場合、出力情報を出力しない装置は、出力制御部および表示部は備えなくてもよい。
【００６５】
出力制御部１１５および２１５は、暗号鍵の提供が停止された場合、言い換えると、動作状況が安全性の条件を満たさないと判断されたタイミングで、出力情報を出力する。例えば出力制御部１１５（２１５）は、検知センサにより筐体の開封が検知されたタイミングで、暗号鍵の提供が停止されたことを示す出力情報を表示部１２４（２２４）に表示する。また出力制御部１１５（２１５）は、カメラ１２２（２２２）および人感センサの少なくとも一方からの信号に基づき、送信装置１００（受信装置２００）が設置されている領域への物体の侵入が検知されたタイミングで、暗号鍵の提供が停止されたことを示す出力情報を表示部１２４（２２４）に表示する。
【００６６】
上記各部（制御部１１０、２１０）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。
【００６７】
記憶部１２１および２２１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。
【００６８】
次に、このように構成された第１の実施形態にかかる通信システムによる監視処理について説明する。図３は、第１の実施形態における監視処理の一例を示すフローチャートである。
【００６９】
判断部１１３は、通信制御部１１２により受信された動作状況を監視する（ステップＳ１０１）。判断部１１３は、動作状況に基づいて、暗号鍵の生成に異常が発生したか否かを判断する（ステップＳ１０２）。判断部１１３は、例えば上述の（Ｃ１）〜（Ｃ８）の条件が満たされているかにより、異常が発生したかを判断する。異常判断処理の詳細は後述する。
【００７０】
異常が発生していない場合（ステップＳ１０２：Ｎｏ）、判断部１１３は、ステップＳ１０１に戻り処理を繰り返す。異常が発生した場合（ステップＳ１０２：Ｙｅｓ）、鍵提供部１１４および２１４は、生成された暗号鍵の提供を停止する（ステップＳ１０３）。
【００７１】
出力制御部１１５（２１５）は、暗号鍵の提供が停止されたことを示す出力情報を例えば表示部１２４（２２４）に出力する（ステップＳ１０４）。図４は、表示部１２４（２２４）に表示される表示画面４０１の一例を示す図である。
【００７２】
図４に示すように、表示画面４０１は、暗号鍵の提供が停止されたことを示すエラーメッセージ（出力情報の一例）、エラー内容の詳細（停止の原因を示す情報の一例）、および、エラーコード（停止の原因を示す情報の一例）を含む。表示画面４０１は、これ以外の情報を含んでもよい。また、少なくとも暗号鍵の提供が停止されたことを示す出力情報が出力されていれば、エラー内容の詳細およびエラーコードのうち少なくとも一方は出力されなくてもよい。
【００７３】
上述のように、出力情報の出力方法は、表示画面４０１に表示する方法に限られない。例えば照明装置を用いる場合、出力制御部１１５（２１５）は、暗号鍵の提供が停止されたときに、照明装置を点灯してもよい。出力制御部１１５（２１５）は、光の点灯方法（光の色、点滅の有無、点滅の間隔など）によって、エラー内容の詳細を表すように構成してもよい。
【００７４】
音出力装置を用いる場合、出力制御部１１５（２１５）は、暗号鍵の提供が停止されたことを示すメッセージを音声により出力してもよい。出力制御部１１５（２１５）は、暗号鍵の提供が停止されたときに、ブザー音、または、警告音などの音を出力してもよい。出力制御部１１５（２１５）は、音の出力方法（音の高さ、音の大きさ、出力時間、出力間隔など）によって、エラー内容の詳細を表すように構成してもよい。
【００７５】
次に、動作状況の収集処理および異常判断処理の詳細について説明する。前述の通り、送信装置１００と受信装置２００は、秘匿性増強処理の鍵長計算で考慮されていない条件に関連する動作状況を監視する機能を備える。以下の（Ｍ１）〜（Ｍ８）は、それぞれ上記（Ｃ１）〜（Ｃ８）に対応する動作状況の収集方法および異常判断方法の例を示す。なお、これらの８つの条件に関する動作状況をすべて監視して判断する必要はなく、一部のみ判断してもよい。例えば、（Ｃ５）〜（Ｃ８）の条件は、暗号鍵の安全性をより高める必要がある場合に監視されてもよい。下記の異常判断処理は一例であり、この例に限らない。
【００７６】
（Ｍ１）装置（送信装置１００および受信装置２００）が設置された場所の監視、または、装置筐体の開封を検知する、など。これらの動作状況は、カメラ１２２およびセンサ１２３などの検知装置により検知（収集）される。判断部１１３は、何らかの不正アクセスがあれば異常と判断する。
【００７７】
（Ｍ２）判断部１１３は、乱数を検定する機能を備え、生成された乱数の乱数性を検定する。判断部１１３は、乱数性に異常があれば検定に不合格であると判断する。判断部１１３は、例えば、NIST  SP800-22に従い乱数性を検定する。判断部１１３は、例えば乱数生成部１０３により生成された乱数を対象に随時検定処理を行い、検定処理後の乱数を暗号鍵の生成に利用してもよい。乱数生成部１０３により生成された乱数を一旦記憶部１２１などに記憶し、判断部１１３が、記憶された乱数を対象に検定処理を行ってもよい。
【００７８】
（Ｍ３）判断部１１３は、認証方式が最初に設定したままで変更されていないかを監視する。例えば判断部１１３は、認証方式を示す情報を、最初に設定された認証方式を示す情報と比較することにより、変更の有無を判断する。判断部１１３は、設定に変更があれば異常と判断する。
（Ｍ４）（Ｃ４）の条件は、通常満たされると考えられるため、監視されなくてもよい。
【００７９】
（Ｍ５）判断部１１３は、光子生成部１０１および変調部１０２を用いて、決まった位相変調の光子を生成し、その光子の受信装置２００側での検出結果が、定常時から予め定められた範囲であるか否かを監視する。判断部１１３は、例えば受信装置２００の制御部２１０と同期して動作することにより、このような監視を行う。
【００８０】
（Ｍ６）判断部１１３は、送信装置１００内部で光源の強度を測定し、測定した強度が予め定められた範囲内かを監視する。位相のランダム性は、例えば、光源から出力される光子のうち連続して出力される光子を定期的に取り出し、干渉させた結果がランダムであるかどうかで判定する。光子数がポアソン分布かどうかについても、例えば、出力される光子のうちの一部を抜き出し、光子数の分布をとり、それがポアソン分布に合致しているかで判定する。
（Ｍ７）判断部１１３は、検出部２０２の雑音を測定し、定常時からの変化が予め定められた範囲内に収まるかを監視する。
【００８１】
（Ｍ８）判断部１１３は、装置（送信装置１００および受信装置２００）内部の光の経路については、装置周辺の環境を示す情報（温度、湿度、および、振動など）を監視する。判断部１１３は、例えば情報の変動量が予め定められた閾値を超えた場合に、異常が生じたと判断する。装置間の光ファイバについては、この条件を満たすことは困難なため、考慮しなくてもよい。
【００８２】
このように、第１の実施形態にかかる情報処理装置では、ＱＫＤの安全性理論に関する項目について装置の動作状況（動作異常）を監視し、何らかの異常を検知した場合に暗号鍵の提供を停止する。これにより、装置構成を複雑化させることなく、誤って安全でない暗号鍵を提供することを回避し、鍵の安全性を保つことが可能となる。
【００８３】
（第２の実施形態）
第１の実施形態では、送信装置側にのみ判断部が備えられていた。第２の実施形態では、受信装置側にも判断部が備えられる。
【００８４】
図５は、第２の実施形態の通信システムの機能構成例を示すブロック図である。図５に示すように、通信システムは、送信装置１００−２と、受信装置２００−２とが、量子通信路１１および古典通信路１２とを介して接続された構成となっている。
【００８５】
第２の実施形態の送信装置１００−２は、制御部１１０−２内の判断部１１３−２の機能が第１の実施形態と異なっている。第２の実施形態の受信装置２００−２は、制御部２１０−２内に判断部２１３−２が追加されたことが第１の実施形態と異なっている。その他の構成および機能は、第１の実施形態にかかる通信システムのブロック図である図２と同様であるので、同一符号を付し、ここでの説明は省略する。
【００８６】
判断部１１３−２および判断部２１３−２は、それぞれ送信装置１００−２および受信装置２００−２の動作状況を監視し、動作状況に基づいて、生成された暗号鍵の提供可否を判断する。さらに判断部１１３−２および判断部２１３−２は、相互に判断結果の情報を共有し、少なくともいずれか一方で鍵提供ができないと判断された場合、それぞれ対応する鍵提供部１１４および２１４に対して鍵提供が不可であることを指示する。
【００８７】
このように、第２の実施形態では、送信装置および受信装置の両方に備えられた判断部により、装置の動作状況を判断し、暗号鍵の提供を制御することができる。
【００８８】
（第３の実施形態）
【００８９】
上記実施形態では、動作状況の監視結果を示す情報（第１判定情報）がそのまま判断部に送信される。しかし、装置の動作状況を示す情報をそのまま外部に送信することはセキュリティの観点から望ましくない場合がある。そこで第３の実施形態では、動作状況に基づいて判断した結果を示す情報を、判定情報（第２判定情報）として用いる。
【００９０】
図６は、第３の実施形態の通信システムの機能構成例を示すブロック図である。図６に示すように、通信システムは、送信装置１００−３と、受信装置２００−３とが、量子通信路１１および古典通信路１２とを介して接続された構成となっている。また、第３の実施形態の通信システムは、送信装置１００−３および受信装置２００−３が、情報処理装置３００−３と接続されている。
【００９１】
送信装置１００−３および受信装置２００−３と、情報処理装置３００−３とは、どのような形態で接続されてもよい。例えば接続は、有線ネットワークおよび無線ネットワークのいずれであってもよい。
【００９２】
第３の実施形態の送信装置１００−３は、制御部１１０−３内の通信制御部１１２−３および判断部１１３−３の機能が第２の実施形態と異なっている。第３の実施形態の受信装置２００−３は、制御部２１０−３内の通信制御部２１２−３および判断部２１３−３の機能が第２の実施形態と異なっている。その他の構成および機能は、第２の実施形態にかかる通信システムのブロック図である図５と同様であるので、同一符号を付し、ここでの説明は省略する。
【００９３】
通信制御部１１２−３および２１２−３は、他の装置との間の情報の送受信を制御する。本実施形態では、通信制御部１１２−３は、動作状況を示す情報自体ではなく、後述する判断部１１３−３による判断結果を第２判定情報として情報処理装置３００−３に送信する。同様に通信制御部２１２−３は、後述する判断部２１３−３による判断結果を第２判定情報として情報処理装置３００−３に送信する。
【００９４】
第２判定情報は、例えば、各装置で異常が発生したか否かを示す情報である。すなわち本実施形態では、第２判定情報は、動作状況自体を示す情報を含まない。これにより、動作状況を示す情報がそのまま外部に流出することを防止可能となる。
【００９５】
判断部１１３−３および判断部２１３−３は、それぞれ送信装置１００−３および受信装置２００−３の動作状況を監視し、動作状況に基づいて、装置に異常が発生したか否かを判断する。本実施形態では、判断部１１３−３および判断部２１３−３は、判断結果を示す情報を、通信制御部１１２−３および２１２−３を介して、情報処理装置３００−３に出力する。
【００９６】
なお、第１の実施形態のように、送信装置１００−３内にのみ判断部を備え、この判断部が情報処理装置３００−３に第２判定情報を送信するように構成してもよい。
【００９７】
情報処理装置３００−３は、通信制御部３１２−３と、判断部３１３−３と、を備えている。
【００９８】
通信制御部３１２−３は、送信装置１００−３および受信装置２００−３などの他の装置との間の情報の送受信を制御する。例えば通信制御部３１２−３は、送信装置１００−３および受信装置２００−３から送信された第２判定情報を受信する。
【００９９】
判断部３１３−３は、各装置から送信された第２判定情報に基づいて、生成された暗号鍵の提供可否を判断する。例えば判断部３１３−３は、送信装置１００−３から受信した第２判定情報、および、受信装置２００−３から受信した第２判定情報の少なくとも一方が、異常が発生したことを示す場合、暗号鍵が提供できないと判断する。
【０１００】
判断部３１３−３は、判断結果を、通信制御部３１２−３を介して、各装置（送信装置１００−３、受信装置２００−３）に送信する。各装置の鍵提供部１１４、２１４は、判断結果に基づいて暗号鍵の提供を制御する。
【０１０１】
次に、このように構成された第３の実施形態にかかる通信システムによる監視処理について説明する。図７は、第３の実施形態における監視処理の一例を示すフローチャートである。
【０１０２】
判断部３１３−３は、通信制御部３１２−３により受信された第２判定情報を監視する（ステップＳ２０１）。第２判定情報は、送信装置１００−３および受信装置２００−３の両方から送信されうる。判断部３１３−３は、第２判定情報に基づいて、暗号鍵の生成に異常が発生したか否かを判断する（ステップＳ２０２）。例えば判断部３１３−３は、受信した第２判定情報に、異常が発生したことを示す第２判定情報が含まれている場合に、暗号鍵の生成に異常が発生したと判断する。
【０１０３】
異常が発生していない場合（ステップＳ２０２：Ｎｏ）、判断部３１３−３は、ステップＳ２０１に戻り処理を繰り返す。異常が発生した場合（ステップＳ２０２：Ｙｅｓ）、判断部３１３−３は、通信制御部３１２−３を介して送信装置１００−３および受信装置２００−３に判断結果を出力する（ステップＳ２０３）。
【０１０４】
送信装置１００−３の鍵提供部１１４および受信装置２００−３の鍵提供部２１４は、異常が発生したことを示す判断結果を情報処理装置３００−３から受信した場合、暗号鍵の提供の停止、および、異常発生時に生成した暗号鍵の削除などを行う。
【０１０５】
また、送信装置１００−３の出力制御部１１５および受信装置２００−３の出力制御部２１５は、暗号鍵の提供が停止されたことを示す出力情報を、それぞれ表示部１２４および表示部２２４に出力する。
【０１０６】
このように、第３の実施形態では、量子鍵配送を行う送信装置および受信装置と異なる情報処理装置で、暗号鍵の提供可否を最終的に判断することができる。
【０１０７】
以上説明したとおり、第１から第３の実施形態によれば、誤って安全でない暗号鍵を提供することを阻止し、鍵の安全性を保つことができる。
【０１０８】
最後に、第１〜第３の実施形態の各装置（送信装置、受信装置）の主要部のハードウェア構成の例について説明する。
【０１０９】
図８は、第１〜第３の実施形態の装置の主要部のハードウェア構成の例を示す図である。第１〜第３の実施形態の装置は、制御装置５１、主記憶装置５２、補助記憶装置５３、光学処理装置５４および通信Ｉ／Ｆ５５を備える。制御装置５１、主記憶装置５２、補助記憶装置５３、光学処理装置５４および通信Ｉ／Ｆ５５は、バス６１を介して接続されている。
【０１１０】
制御装置５１は、補助記憶装置５３から主記憶装置５２に読み出されたプログラムを実行する。制御装置５１は、例えばＣＰＵである。主記憶装置５２はＲＯＭ（Read  Only  Memory）、および、ＲＡＭ等のメモリである。補助記憶装置５３はメモリカード、および、ＨＤＤ等である。
【０１１１】
光学処理装置５４は、量子通信路１１を介して、上述の単一光子を送信または受信する。通信Ｉ／Ｆ５５は、光ファイバおよびイーサネット（登録商標）等の古典通信路１２を介して、制御情報等を送信または受信する。
【０１１２】
なお、第３の実施形態で説明した情報処理装置のハードウェア構成は、例えば、図８の光学処理装置５４を除いた構成とすることができる。この情報処理装置は、例えば、一般的なパーソナルコンピュータ、および、クラウド環境などで構築されるサーバ装置などにより実現できる。
【０１１３】
第１〜第３の実施形態の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または実行可能な形式のファイルでＣＤ−ＲＯＭ、メモリカード、ＣＤ−Ｒ、および、ＤＶＤ等のコンピュータで読み取り可能な記憶媒体に記憶されてコンピュータ・プログラム・プロダクトとして提供される。
【０１１４】
また第１〜第３の実施形態の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〜第３の実施形態の装置が実行するプログラムを、ダウンロードさせずにインターネット等のネットワーク経由で提供するように構成してもよい。
【０１１５】
また第１〜第３の実施形態の装置で実行されるプログラムを、ＲＯＭ等に予め組み込んで提供するように構成してもよい。
【０１１６】
第１〜第３の実施形態の送信装置で実行されるプログラムは、上述の第１〜第３の実施形態の送信装置の機能構成のうち、プログラムにより実現可能な機能を含むモジュール構成となっている。また、第１〜第３の実施形態の受信装置で実行されるプログラムは、上述の第１〜第３の実施形態の受信装置の機能構成のうち、プログラムにより実現可能な機能を含むモジュール構成となっている。
【０１１７】
プログラムにより実現される機能は、制御装置５１が補助記憶装置５３等の記憶媒体からプログラムを読み出して実行することにより、プログラムにより実現される機能が主記憶装置５２にロードされる。すなわちプログラムにより実現される機能は、主記憶装置５２上に生成される。
【０１１８】
なお第１〜第３の実施形態の装置の機能の一部を、ＩＣ等のハードウェアにより実現してもよい。ＩＣは、例えば専用の処理を実行するプロセッサである。また複数のプロセッサを用いて各機能を実現する場合、各プロセッサは、各機能のうち１つを実現してもよいし、各機能のうち２以上を実現してもよい。
【０１１９】
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。
【符号の説明】
【０１２０】
１１  量子通信路
１２  古典通信路
５１  制御装置
５２  主記憶装置
５３  補助記憶装置
５４  光学処理装置
５５  通信Ｉ／Ｆ
６１  バス
１００、１００−２、１００−３  送信装置
１０１  光子生成部
１０３  乱数生成部
１１０、１１０−２、１１０−３  制御部
１１１  鍵生成部
１１２、１１２−３  通信制御部
１１３、１１３−２、１１３−３  判断部
１１４  鍵提供部
１１５  出力制御部
１２１  記憶部
１２２  カメラ
１２３  センサ
１２４  表示部
２００、２００−２、２００−３  受信装置
２０１  変調部
２０２  検出部
２０３  乱数生成部
２１０、２１０−２、２１０−３  制御部
２１１  鍵生成部
２１２、２１２−３  通信制御部
２１３−２、２１３−３  判断部
２１４  鍵提供部
２１５  出力制御部
２２１  記憶部
２２２  カメラ
２２３  センサ
２２４  表示部
３００−３  情報処理装置
３１２−３  通信制御部
３１３−３  判断部
【図１】
2020022155.tif 000003
【図２】
2020022155.tif 000004
【図３】
2020022155.tif 000005
【図４】
2020022155.tif 000006
【図５】
2020022155.tif 000007
【図６】
2020022155.tif 000008
【図７】
2020022155.tif 000009
【図８】
2020022155.tif 000010