(57)【要約】【課題】誤り訂正処理の失敗が頻繁に発生する場合でも、暗号鍵の生成速度の低下を低減させる。【解決手段】実施形態の量子通信装置は、訂正部と再送制御部とを備える。訂正部は、他の量子通信装置から量子通信路を介して受信された受信鍵データの誤り訂正処理をすることにより、第１の訂正鍵データを生成する。再送制御部は、再送要求条件を満たす場合、再送対象アドレス情報を含む再送要求を、制御通信路を介して他の量子通信装置に送信し、他の量子通信装置から再送対象アドレス情報に対応する再送鍵データを、制御通信路を介して受信する。訂正部は、再送対象アドレス情報に対応した第１の訂正鍵データを、再送鍵データに基づき訂正することにより、第２の訂正鍵データを生成する。【選択図】図２
2019004467.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
他の量子通信装置から量子通信路を介して受信された受信鍵データの誤り訂正処理をすることにより、第１の訂正鍵データを生成する訂正部と、
再送要求条件を満たす場合、再送対象アドレス情報を含む再送要求を、制御通信路を介して前記他の量子通信装置に送信し、前記他の量子通信装置から前記再送対象アドレス情報に対応する再送鍵データを、前記制御通信路を介して受信する再送制御部と、を備え、
前記再送鍵データを受信した後、前記訂正部は、前記再送対象アドレス情報に対応した前記第１の訂正鍵データを、前記再送鍵データに基づき訂正することにより、第２の訂正鍵データを生成する、
量子通信装置。
【請求項２】
前記訂正部は、前記受信鍵データを複数の誤り訂正処理ブロックに分割し、前記誤り訂正処理ブロック毎に誤り訂正処理をする、
請求項１に記載の量子通信装置。
【請求項３】
前記再送対象アドレス情報は、訂正に失敗した前記誤り訂正処理ブロックの全アドレスを示す、
請求項２に記載の量子通信装置。
【請求項４】
前記訂正部は、前記誤り訂正処理ブロック毎の誤り訂正処理の成否を示す情報と、前記誤り訂正処理ブロック毎の前記第１の訂正鍵データと、前記第１の訂正鍵データに含まれるデータの信頼度と、を出力するＬＤＰＣ（Ｌｏｗ  Ｄｅｎｓｉｔｙ  Ｐａｒｉｔｙ  Ｃｈｅｃｋ）復号器であり、
前記再送対象アドレス情報は、前記誤り訂正処理が失敗した前記誤り訂正処理ブロックに含まれる前記信頼度が閾値以下のデータのアドレスを示し、
前記再送鍵データを受信した後、前記訂正部は、前記再送対象アドレスに対応した前記第１の訂正鍵データを、前記再送鍵データにより置き換え、置換データを作成した後、置換データに対して誤り訂正を行う、
請求項２に記載の量子通信装置。
【請求項５】
前記信頼度は、前記受信鍵データに含まれるデータが１である事後確率と、前記受信鍵データに含まれるデータが０である事後確率との対数確率比の絶対値である、
請求項４に記載の量子通信装置。
【請求項６】
前記再送要求条件は、前記誤り訂正処理が失敗した誤り訂正処理ブロックが存在することである、
請求項２に記載の量子通信装置。
【請求項７】
前記再送要求条件は、前記再送鍵データのデータ長の累計値が、第１の所定値よりも小さいことである、
請求項１乃至６のいずれか１項に記載の量子通信装置。
【請求項８】
前記第１の所定値は、前記誤り訂正処理の後に実行される秘匿性増強処理の圧縮率が０になる公開データのデータ長と、前記誤り訂正処理で送信されたシンドロームデータのデータ長との差である、
請求項７に記載の量子通信装置。
【請求項９】
前記再送要求条件は、再送処理を含めた誤り訂正処理の速度が、第２の所定値よりも大きいことである、
請求項１乃至８のいずれか１項に記載の量子通信装置。
【請求項１０】
前記第２の所定値は、前記受信鍵データの生成速度である、
請求項９に記載の量子通信装置。
【請求項１１】
前記再送要求条件は、前記再送要求条件を１回も満たしていない場合、前記第１の訂正鍵データに対応したシンドロームデータと、送信鍵データに対応したシンドロームデータとの相関値が、第３の所定値よりも大きいことであり、前記再送要求条件を１回以上満たしている場合、最新の前記第２の訂正鍵データに対応したシンドロームデータと、前記送信鍵データに対応したシンドロームデータとの相関値が、第４の所定値よりも大きいことである、
請求項４乃至１０のいずれか１項に記載の量子通信装置。
【請求項１２】
前記第３の所定値は、前記受信鍵データに対応するシンドロームデータと、前記送信鍵データに対応したシンドロームデータとの相関値であり、
前記第４の所定値は、前記訂正部による前回の誤り訂正処理により得られた訂正鍵データのシンドロームデータと、前記送信鍵データに対応したシンドロームデータとの相関値である、
請求項１１に記載の量子通信装置。
【請求項１３】
前記再送制御部は、前記再送鍵データの送信量を、前記第１の訂正鍵データ、又は、前記第２の訂正鍵データに対応したシンドロームデータと、前記受信鍵データに対応したシンドロームデータとの相関値から求め、前記信頼度の低い順から再送データ長分のデータに対応したアドレスを、再送対象アドレス情報とする、
請求項４に記載の量子通信装置。
【請求項１４】
送信装置と受信装置とが量子通信路を介して接続された量子通信システムであって、
前記受信装置は、
前記送信装置から前記量子通信路を介して受信された受信鍵データの誤り訂正処理をすることにより、第１の訂正鍵データを生成する第１の訂正部と、
再送要求条件を満たす場合、再送対象アドレス情報、及び、前記再送対象アドレス情報に対応した前記第１の訂正鍵データを、制御通信路を介して前記送信装置に送信する再送制御部と、を備え、
前記送信装置は、
前記再送対象アドレス情報に対応した送信鍵データを、前記再送対象アドレス情報に対応した前記第１の訂正鍵データに基づき訂正することにより、第２の訂正鍵データを生成する第２の訂正部を備える、
量子通信システム。
【請求項１５】
前記第１の訂正部は、前記受信鍵データを複数の誤り訂正処理ブロックに分割し、前記誤り訂正処理ブロック毎に誤り訂正処理をする、
請求項１４に記載の量子通信システム。
【請求項１６】
前記再送対象アドレス情報は、訂正に失敗した前記誤り訂正処理ブロックの全アドレスを示す、
請求項１５に記載の量子通信システム。
【請求項１７】
前記第１の訂正部は、前記誤り訂正処理ブロック毎の誤り訂正処理の成否を示す情報と、前記誤り訂正処理ブロック毎の前記第１の訂正鍵データと、前記第１の訂正鍵データに含まれるデータの信頼度と、を出力するＬＤＰＣ（Ｌｏｗ  Ｄｅｎｓｉｔｙ  Ｐａｒｉｔｙ  Ｃｈｅｃｋ）復号器であり、
前記再送対象アドレス情報は、前記誤り訂正処理が失敗した前記誤り訂正処理ブロックに含まれる前記信頼度が閾値以下のデータのアドレスを示し、
前記送信装置は、
前記受信装置から受信されたＬＤＰＣパラメータを使用して、送信鍵データからシンドロームデータを生成する第１の生成部と、
前記第２の訂正鍵データから、シンドロームデータを再生成し、前回生成されたシンドロームデータから変化したデータのアドレスを示すシンドロームデータ変更アドレスを生成する第２の生成部と、を更に備え、
前記受信装置の第１の訂正部は、前記第１の訂正鍵データの誤り訂正に使用されたシンドロームデータを、前記シンドロームデータ変更アドレスを使用して変換し、変換されたシンドロームデータを使用して、前記第１の訂正鍵データの誤りを訂正することにより、第３の訂正鍵データを生成する、
請求項１５に記載の量子通信システム。
【請求項１８】
前記信頼度は、前記受信鍵データに含まれるデータが１である事後確率と、前記受信鍵データに含まれるデータが０である事後確率との対数確率比の絶対値である、
請求項１７に記載の量子通信システム。
【請求項１９】
前記再送要求条件は、前記誤り訂正処理が失敗した誤り訂正処理ブロックが存在するこ
とである、
請求項１５に記載の量子通信システム。
【請求項２０】
前記再送要求条件は、再送鍵データのデータ長の累計値が、第１の所定値よりも小さいことである、
請求項１４乃至１９のいずれか１項に記載の量子通信システム。
【請求項２１】
前記第１の所定値は、前記誤り訂正処理の後に実行される秘匿性増強処理の圧縮率が０になる公開データのデータ長と、前記誤り訂正処理で送信されたシンドロームデータのデータ長との差である、
請求項２０に記載の量子通信システム。
【請求項２２】
前記再送要求条件は、再送処理を含めた誤り訂正処理の速度が、第２の所定値よりも大きいことである、
請求項１４乃至２１のいずれか１項に記載の量子通信システム。
【請求項２３】
前記第２の所定値は、前記受信鍵データの生成速度である、
請求項２２に記載の量子通信システム。
【請求項２４】
前記再送要求条件は、前記再送要求条件を１回も満たしていない場合、前記第１の訂正鍵データに対応したシンドロームデータと、前記送信鍵データに対応したシンドロームデータとの相関値が、第３の所定値よりも大きいことであり、前記再送要求条件を１回以上満たしている場合、最新の第３の訂正鍵データに対応したシンドロームデータと、最新の前記第２の訂正鍵データに対応したシンドロームデータとの相関値が、第４の所定値よりも大きいことである、
請求項１７乃至２３のいずれか１項に記載の量子通信システム。
【請求項２５】
前記第３の所定値は、前記受信鍵データに対応するシンドロームデータと、前記送信鍵データに対応したシンドロームデータとの相関値であり、
前記第４の所定値は、前記第１の訂正部による前回の誤り訂正処理により得られた訂正鍵データのシンドロームデータと、最新の前記第２の訂正鍵データに対応したシンドロームデータとの相関値である、
請求項２４に記載の量子通信システム。
【請求項２６】
前記再送制御部は、再送鍵データの送信量を、前記第１の訂正鍵データ、又は、前記第３の訂正鍵データに対応したシンドロームデータと、前記受信鍵データ、又は、前記第２の訂正鍵データに対応したシンドロームデータとの相関値から求め、前記信頼度の低い順から再送データ長分のデータに対応したアドレスを、再送対象アドレス情報とする、
請求項１７に記載の量子通信システム。
【請求項２７】
送信装置と受信装置とが量子通信路を介して接続された量子通信システムであって、
前記受信装置は、
前記送信装置から量子通信路を介して受信された受信鍵データの誤り訂正処理をすることにより、第１の訂正鍵データを生成する訂正部と、
再送要求条件を満たす場合、再送対象アドレス情報を含む再送要求を、制御通信路を介して前記送信装置に送信し、前記送信装置から前記再送対象アドレス情報に対応する再送鍵データを、前記制御通信路を介して受信する再送制御部と、を備え、
前記訂正部は、前記再送鍵データを受信した後、前記再送鍵データを受信した後、前記再送対象アドレスに対応した前記第１の訂正鍵データを、前記再送鍵データに基づき訂正することにより、第２の訂正鍵データを生成する、
量子通信システム。
【請求項２８】
他の量子通信装置から量子通信路を介して受信された受信鍵データの誤り訂正処理をすることにより、第１の訂正鍵データを生成するステップと、
再送要求条件を満たす場合、再送対象アドレス情報を含む再送要求を、制御通信路を介して前記他の量子通信装置に送信し、前記他の量子通信装置から前記再送対象アドレス情報に対応する再送鍵データを、前記制御通信路を介して受信するステップと、
前記再送対象アドレスに対応した前記第１の訂正鍵データを、前記再送鍵データに基づき訂正することにより、第２の訂正鍵データを生成するステップと、
を含む量子通信方法。
【請求項２９】
量子通信装置を、
他の量子通信装置から量子通信路を介して受信された受信鍵データの誤り訂正処理をすることにより、第１の訂正鍵データを生成する訂正部と、
再送要求条件を満たす場合、再送対象アドレス情報を含む再送要求を、制御通信路を介して前記他の量子通信装置に送信し、前記他の量子通信装置から前記再送対象アドレス情報に対応する再送鍵データを、前記制御通信路を介して受信する再送制御部として機能させ、
前記再送鍵データを受信した後、前記訂正部は、前記再送対象アドレス情報に対応した前記第１の訂正鍵データを、前記再送鍵データに基づき訂正することにより、第２の訂正鍵データを生成する、
プログラム。
【請求項３０】
他の量子通信装置と量子通信路を介して接続された量子通信装置であって、
前記量子通信装置から前記量子通信路を介して受信された受信鍵データの誤り訂正処理をすることにより、前記他の量子通信装置により第１の訂正鍵データが生成され、制御通信路を介して前記他の量子通信装置から再送要求条件を満たす再送対象アドレス情報を受信した場合、前記再送対象アドレス情報に対応した再送鍵データを、前記他の量子通信装置に送信する再送部を備える、
量子通信装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は量子通信装置、量子通信システム、量子通信方法及びプログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
情報通信技術の進展により多様なデータがやり取りされるようになり、送信される情報の秘匿性及び安全性等の確保が大きな課題となっている。量子暗号通信技術は、コンピュータの計算能力が向上しても、解読できない暗号技術として、実用化が期待されている。例えば、量子暗号通信技術の実用化検討の一つに、誤り訂正技術の検討があり、様々な誤り訂正技術が提案されてきた。その中でも、ＬＤＰＣ（Ｌｏｗ  Ｄｅｎｓｉｔｙ  Ｐａｒｉｔｙ  Ｃｈｅｃｋ）符号は、情報伝送レートの理論上の限界値であるシャノン限界に非常に近い誤り訂正能力を持つ誤り訂正符号として注目を集めている。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００３】
【非特許文献１】Ａ．  Ｒ．  Ｄｉｘｏｎ，  Ｈｉｇｈ  ｓｐｅｅｄ  ａｎｄ  ａｄａｐｔａｂｌｅ  ｅｒｒｏｒ  ｃｏｒｒｅｃｔｉｏｎ  ｆｏｒ  ｍｅｇａｂｉｔ／ｓ  ｒａｔｅ  ｑｕａｎｔｕｍ  ｋｅｙ  ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ，  Ｓｃｉｅｎｔｉｆｉｃ  Ｒｅｐｏｒｔｓ  ４，  ２０１４
【非特許文献２】Ｍ．  Ｌｕｃａｍａｒｉｎｉ，  Ｅｆｆｉｃｉｅｎｔ  ｄｅｃｏｙ−ｓｔａｔｅ  ｑｕａｎｔｕｍ  ｋｅｙ  ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ  ｗｉｔｈ  ｑｕａｎｔｉｆｉｅｄ  ｓｅｃｕｒｉｔｙ，  ＯＰＴＩＣＳ  ＥＸＰＲＥＳＳ  ２４５５１，  ２０１３
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら従来の技術では、誤り訂正処理の失敗が頻繁に発生する場合、暗号鍵の生成速度の低下を低減させることが難しかった。本発明が解決しようとする課題は、誤り訂正処理の失敗が頻繁に発生する場合でも、暗号鍵の生成速度の低下を低減させることができる量子通信装置、量子通信システム、量子通信方法及びプログラムを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
実施形態の量子通信装置は、訂正部と再送制御部とを備える。訂正部は、他の量子通信装置から量子通信路を介して受信された受信鍵データの誤り訂正処理をすることにより、第１の訂正鍵データを生成する。再送制御部は、再送要求条件を満たす場合、再送対象アドレス情報を含む再送要求を、制御通信路を介して前記他の量子通信装置に送信し、前記他の量子通信装置から前記再送対象アドレス情報に対応する再送鍵データを、前記制御通信路を介して受信する。前記訂正部は、前記再送対象アドレス情報に対応した前記第１の訂正鍵データを、前記再送鍵データに基づき訂正することにより、第２の訂正鍵データを生成する。
【図面の簡単な説明】
【０００６】
【図１】第１実施形態の量子通信システムの装置構成の例を示す図。
【図２】第１実施形態の量子通信システムの機能構成の例を示す図。
【図３】第１実施形態の再送制御処理の例を示すフローチャート。
【図４】第２実施形態の量子通信システムの機能構成の例を示す図。
【図５】第２実施形態の再送制御処理の例を示すフローチャート。
【図６】第３実施形態の量子通信システムの機能構成の例を示す図。
【図７】第３実施形態の再送制御処理の例を示すフローチャート。
【図８】第４実施形態の量子通信システムの機能構成の例を示す図。
【図９】第４実施形態の再送制御処理の例を示すフローチャート。
【図１０】第１乃至第４実施形態の送信装置及び受信装置の主要部のハードウェア構成の例を示す図。
【発明を実施するための形態】
【０００７】
以下に添付図面を参照して、量子通信装置、量子通信システム、量子通信方法及びプログラムの実施形態を詳細に説明する。
【０００８】
（第１実施形態）
はじめに第１実施形態について説明する。
【０００９】
［装置構成の例］
図１は第１実施形態の量子通信システム１００の装置構成の例を示す図である。第１実施形態の量子通信システム１００は、２つの量子通信装置（送信装置１０及び受信装置２０）を備える。送信装置１０は、量子ビットを示す光子を連続的に受信装置２０に送信する。なお第１実施形態では、説明の便宜上、光子を送信する側の装置を送信装置１０と呼ぶが、送信装置１０が光子を受信する機能を有していてもよい。同様に、受信装置２０が光子を送信する機能を有していてもよい。
【００１０】
送信装置１０及び受信装置２０は、量子鍵データを使用して、暗号データを送受信する。量子鍵データの生成方法の詳細については、図２を参照して説明する。
【００１１】
［機能構成の例］
図２は第１実施形態の量子通信システム１００の機能構成の例を示す図である。第１実施形態の量子通信システム１００は、送信装置１０及び受信装置２０を備える。
【００１２】
送信装置１０及び受信装置２０は、量子通信路１を介して接続されている。量子通信路１は、量子ビット列を示す送信光子データ１０１を送信する光ファイバーである。量子通信路１は、１光子という非常に微弱な光を送受信するため、外乱の影響を受けやすい。
【００１３】
また、送信装置１０及び受信装置２０は、古典通信路２を介して接続されている。古典通信路２は、量子鍵データ１０５（２０８）を生成するための制御情報を送受信する制御通信路である。図２の例では、制御情報は、例えばＬＤＰＣパラメータ２０３、シンドロームデータ１０３、再送要求２０６及び再送鍵データ１０４等である。古典通信路２は、有線であっても無線であってもよく、また有線及び無線を組み合わせて実現してもよい。
【００１４】
送信装置１０は、送信部１１、シフト処理部１２、生成部１３、再送部１４及び秘匿性増強処理部１５を備える。
【００１５】
受信装置２０は、受信部２１、シフト処理部２２、決定部２３、第１の訂正部２４−１、第２の訂正部２４−２、再送制御部２５及び秘匿性増強処理部２６を備える。
【００１６】
送信部１１は、送信光子データ１０１を、量子通信路１を介して、受信部２１に送信する。送信光子データ１０１を構成する量子ビットは、光子の量子状態を利用した複数の基底のうち一の基底により表現される。基底には、例えば光子の偏光及び位相等が利用される。
【００１７】
受信部２１は、送信光子データ１０１を、送信部１１から量子通信路１を介して受信することにより、受信光子データ２０１を取得する。
【００１８】
シフト（Ｓｉｆｔ）処理部２２は、複数の基底からランダムに選択した参照基底により、所定のビット列単位で受信光子データ２０１を参照してシフト鍵データ２０２（受信鍵データ）を取得するシフト処理を行う。そしてシフト処理部２２は、シフト鍵データ２０２を決定部２３、及び、第１の訂正部２４−１に入力する。
【００１９】
一方、送信装置１０のシフト処理部１２は、送信光子データ１０１にシフト処理を行うことにより、シフト鍵データ１０２（送信鍵データ）を取得する。そしてシフト処理部１２は、シフト鍵データ１０２を生成部１３及び秘匿性増強処理部１５に入力する。また、シフト処理部１２は、再送部１４が受信装置２０から再送要求２０６を受信した場合、シフト鍵データ１０２のうち、当該再送要求２０６により指定されたデータを再送部１４に入力する。
【００２０】
受信装置２０の決定部２３は、シフト処理部２２からシフト鍵データ２０２を受け付けると、当該シフト鍵データ２０２の誤り訂正処理に使用されるＬＤＰＣパラメータ２０３を決定する。ＬＤＰＣパラメータ２０３の決定方法は任意でよい。ＬＤＰＣパラメータ２０３は、例えば前回の誤り訂正処理により算出された前回のシフト鍵データ２０２の誤り率等を使用して決定される。決定部２３は、ＬＤＰＣパラメータ２０３を、古典通信路２を介して、送信装置１０の生成部１３に送信する。
【００２１】
送信装置１０の生成部１３は、受信装置２０の決定部２３からＬＤＰＣパラメータ２０３を受信し、シフト処理部１２からシフト鍵データ１０２を受け付ける。生成部１３は、ＬＤＰＣパラメータ２０３を使用して、シフト鍵データ１０２からシンドロームデータ１０３を生成する。そして生成部１３は、シンドロームデータ１０３を、古典通信路２を介して、受信装置２０の第１の訂正部２４−１に送信する。
【００２２】
受信装置２０の第１の訂正部２４−１は、送信装置１０の生成部１３から、シンドロームデータ１０３を受信し、決定部２３から、ＬＤＰＣパラメータ２０３を受け付け、シフト処理部２２から、シフト鍵データ２０２を受け付ける。
【００２３】
第１の訂正部２４−１は、シフト鍵データ２０２を、１以上の誤り訂正処理ブロックに分割し、当該誤り訂正処理ブロック毎に誤り訂正処理を行う。第１の訂正部２４−１は、例えばＬＤＰＣ復号器により実現される。第１の訂正部２４−１は、シンドロームデータ１０３及びＬＤＰＣパラメータ２０３を使用して、シフト鍵データ２０２（１以上の誤り訂正処理ブロック）に誤り訂正処理を行うことにより、第１の訂正鍵データ２０４、及び、再送制御情報２０５を生成する。
【００２４】
第１の訂正鍵データ２０４は、シフト鍵データ２０２の事後値（アナログ値）を、バイナリに変換したデータである。事後値は、誤り訂正処理（ＬＤＰＣ復号）が実施されたときに算出される。事後値は、ＬＤＰＣ復号を実施した結果、シフト鍵データ２０２に含まれるデータが１である事後確率と、シフト鍵データ２０２に含まれるデータが０である事後確率との対数確率比である。事後値が正の値であれば、データが１である確率の方が大きく、逆に、事後値が負の値であれば、データが０である確率の方が大きくなる。よって、第１の訂正部２４−１は、事後値が０以上の場合、当該事後値に対応するデータを１とし、事後値が０未満の場合、当該事後値に対応するデータを０にすることにより、シフト鍵データ２０２から第１の訂正鍵データ２０４を生成する。
【００２５】
再送制御情報２０５は、再送制御部２５の再送制御に使用される情報である。再送制御情報２０５は、例えば成否情報及び誤り率等を含む。
【００２６】
成否情報は、誤り訂正処理ブロック毎の誤り訂正処理の成否を示す。成否情報は、例えば１の場合、成功を示し、０の場合、失敗を示す。誤り率は、シフト鍵データ２０２の誤り率を示す。シフト鍵データ２０２の誤り率は、１以上の誤り訂正処理ブロックそれぞれの誤り訂正処理が成功した場合に、第１の訂正鍵データ２０４とシフト鍵データ２０２とを比較することにより算出される。
【００２７】
第１の訂正部２４−１は、第１の訂正鍵データ２０４、及び、再送制御情報２０５を再送制御部２５に入力する。
【００２８】
再送制御部２５は、第１の訂正部２４−１から、第１の訂正鍵データ２０４、及び、再送制御情報２０５を受け付ける。再送制御部２５は、再送制御情報２０５を参照して、再送要求条件を満たすか否かを判定する。再送要求条件の詳細は、図３を参照して後述する。
【００２９】
再送制御部２５は、再送要求条件を満たさず、かつ、シフト鍵データ２０２から分割された全ての誤り訂正処理ブロックの誤り訂正処理に成功している場合、第１の訂正鍵データ２０４を秘匿性増強処理部２６に入力する。
【００３０】
再送制御部２５は、再送要求条件を満たす場合、再送要求２０６を、古典通信路２を介して送信装置１０に送信する。
【００３１】
再送要求２０６は、再送対象アドレス情報を含む。第１実施形態の再送対象アドレス情報は、訂正に失敗した訂正処理ブロックの全アドレスを示す。
【００３２】
送信装置１０の再送部１４は、受信装置２０の再送制御部２５から再送要求２０６を受信すると、再送要求２０６に含まれる再送対象アドレス情報により指定されるデータをシフト鍵データ１０２から取得し、当該データを再送鍵データ１０４として、再送制御部２５に送信する。
【００３３】
再送制御部２５は、古典通信路２を介して送信装置１０から再送鍵データ１０４を受信すると、当該再送鍵データ１０４、及び、第１の訂正鍵データ２０４を、第２の訂正部２４−２に入力する。
【００３４】
第２の訂正部２４−２は、再送制御部２５から、再送鍵データ１０４、及び、第１の訂正鍵データ２０４を受け付けると、再送対象アドレス情報に対応したデータ（第１実施形態では、誤り訂正処理ブロック）を、再送鍵データ１０４により置き換えることにより、第１の訂正鍵データ２０４を更に訂正する。そして第２の訂正部２４−２は、第１の訂正鍵データ２０４を更に訂正することにより生成された第２の訂正鍵データ２０７を、秘匿性増強処理部２６に入力する。
【００３５】
なお、図２では、第１の訂正部２４−１、及び、第２の訂正部２４−２により、誤り訂正処理を行う場合を示しているが、第１の訂正部２４−１、及び、第２の訂正部２４−２を１つの訂正部により実現してもよい。
【００３６】
秘匿性増強処理部２６は、再送制御部２５から、第１の訂正鍵データ２０４を受け付けた場合、当該第１の訂正鍵データ２０４に秘匿性増強処理を行うことにより、量子鍵データ２０８を生成する。同様に、秘匿性増強処理部２６は、第２の訂正部２４−２から、第２の訂正鍵データ２０７を受け付けた場合、当該第２の訂正鍵データ２０７に秘匿性増強処理を行うことにより、量子鍵データ２０８を生成する。
【００３７】
秘匿性増強処理は、第１の訂正鍵データ２０４、又は、第２の訂正鍵データ２０７を圧縮して、量子鍵データ２０８を生成することにより、当該量子鍵データ２０８の秘匿性を高める処理である。
【００３８】
一方、送信装置１０の秘匿性増強処理部１５は、シフト処理部１２から、シフト鍵データ１０２を受け付けると、当該シフト鍵データ１０２に秘匿性増強処理を行うことにより、量子鍵データ２０８と同一の量子鍵データ１０５を生成する。
【００３９】
図３は第１実施形態の再送制御処理の例を示すフローチャートである。はじめに、再送制御部２５が、再送要求条件を満たすか否かを判定する（ステップＳ１）。なお、再送要求条件の詳細については後述する。
【００４０】
再送要求条件を満たさない場合（ステップＳ１，Ｎｏ）、再送制御部２５は、シフト鍵データ２０２から分割された全ての誤り訂正処理ブロックの誤り訂正処理に成功しているか否かを判定する（ステップＳ２）。
【００４１】
全ての誤り訂正処理ブロックの誤り訂正処理に成功している場合（ステップＳ２，Ｙｅｓ）、再送制御部２５は、第１の訂正鍵データ２０４を秘匿性増強処理部２６に入力する（ステップＳ３）。
【００４２】
全ての誤り訂正処理ブロックの誤り訂正処理に成功していない場合（ステップＳ２，Ｎｏ）、処理を終了する。この場合、第１の訂正鍵データ２０４を秘匿性増強処理部２６に入力せず、シフト鍵データ１０２を秘匿性増強処理部１５に入力しない。すなわち、誤り訂正処理に成功していない場合でも、再送要求条件を満たさない場合は、処理を終了する。
【００４３】
再送要求条件を満たす場合（ステップＳ１，Ｙｅｓ）、再送制御部２５は、上述の再送要求２０６を、古典通信路２を介して送信装置１０に送信する（ステップＳ４）。次に、再送制御部２５は、古典通信路２を介して送信装置１０から、上述の再送鍵データ１０４を受信する（ステップＳ５）。次に、第２の訂正部２４−２が、第１の訂正鍵データ２０４に含まれる訂正に失敗したブロックデータを、上述の再送鍵データ１０４で置き換えることにより第２の訂正鍵データ２０７を生成する（ステップＳ６）。次に、第２の訂正部２４−２が、第２の訂正鍵データ２０７を秘匿性増強処理部２６に入力する（ステップＳ７）。
【００４４】
次に、再送要求条件の詳細について説明する。再送要求条件は、例えば、下記条件（１）、（２）及び（３）である。
【００４５】
（１）誤り訂正処理が失敗した誤り訂正処理ブロックが存在する。
（２）再送鍵データ１０４のデータ長の累計値が、所定値よりも小さい。
（３）再送処理を実施したときの誤り訂正処理の速度（再送処理を含めた誤り訂正処理の速度）が、所定値よりも大きい。
【００４６】
＜条件（１）の説明＞
条件（１）は、例えばＡＲＱ（Ａｕｔｏｍａｔｉｃ  Ｒｅｐｅａｔ  ｒｅＱｕｅｓｔ）プロトコルでも使用可能な再送要求条件である。再送要求条件として条件（１）が使用されることにより、誤り訂正処理を失敗する確率は改善され、訂正の失敗による鍵生成速度の劣化を抑えることができる。特に、１回の誤り訂正処理命令を実行する際に、複数の誤り訂正処理ブロックに分割し、全ての誤り訂正処理ブロックが成功しなかった時に、第１の訂正鍵データ２０４の全てを破棄するような構成で実装する場合に比べて、非常に改善効果が大きい。
【００４７】
例えば、第１の訂正部２４−１が、１回の誤り訂正処理命令が実行される際に、シフト鍵データ２０２を１０個の誤り訂正処理ブロックに分割し、全ての誤り訂正処理ブロックが成功した時のみ、当該シフト鍵データ２０２を秘匿性増強処理部２６に送るような実装を考える。この時、条件（１）を使用する再生制御方式を用いない場合、１ブロックでも誤り訂正処理の失敗が発生してしまった場合、誤り訂正処理が実行された１０個全てのブロックデータが破棄されてしまう。
【００４８】
一方、条件（１）を使用する再送制御方式の場合、第２の訂正部２４−２が、第１の訂正鍵データ２０４に含まれる訂正に失敗したブロックデータを、上述の再送鍵データ１０４で置き換えることにより第２の訂正鍵データ２０７を生成し、当該第２の訂正鍵データ２０７を秘匿性増強処理部２６に送信する。ただし、再送鍵データ１０４は、古典通信路２経由で送信されているため、再送鍵データ１０４を一般のネットワークで公開していることになる。よって、秘匿性増強処理部２６が、再送鍵データ１０４のデータ長に応じて、秘匿性増強処理の圧縮率を更に高めることにより、量子鍵データ２０８の秘匿性を維持する。
【００４９】
＜条件（２）の説明＞
条件（２）は、誤り訂正処理を実施する際に古典通信路２で公開されているデータのサイズ、及び、秘匿性増強処理の圧縮率に関係している条件である。本実施形態の誤り訂正処理は、シンドロームデータ１０３と再送鍵データ１０４とが古典通信路２経由で送信されているので、シンドロームデータ１０３と再送鍵データ１０４とが公開される。
【００５０】
公開されているデータのデータ量が大きいほど、秘匿性増強処理の圧縮率は大きくなり、データ量が所定値Ｔ以上になると圧縮率が０以下になってしまう。ここで、秘匿性増強処理の圧縮率が０になる公開データのデータ長をＬとし、誤り訂正のシンドローム長をＳとすると、所定値ＴはＬ−Ｓとなる。なお、公開データのデータ長Ｌは、シフト鍵データ２０２の誤り率に応じて決定される。
【００５１】
第１実施形態の場合、再送鍵データ１０４のデータ長は、誤り訂正に失敗した全てのブロックデータのデータ長を累計した累計値になる。そのため、再送制御部２５は、累計値が所定値Ｔよりも小さい場合、再送処理を実施し、所定値Ｔ以上の場合、再送処理を実施しない。
【００５２】
＜条件（３）の説明＞
条件（３）は、再送処理を実施したときの誤り訂正処理の速度が、所定値よりも大きい場合、再送処理を行い、所定値よりも小さい場合は、再送処理を止めるための条件である。
【００５３】
１回の誤り訂正処理にかかる時間（シフト鍵データ２０２を、決定部２３及び第１の訂正部２４−１に入力してから、誤り訂正処理を終了するまでの時間）をＵとし、１回の誤り訂正処理を行うデータビット数をＶとすると、１回あたりの誤り訂正処理の速度Ｗ´は、Ｖ／Ｕとなる。
【００５４】
１回の誤り訂正処理にかかる時間Ｕの内訳としては、第１の訂正部２４−１の誤り訂正処理にかかる時間をＸ、再送鍵データ１０４の送信時間をＹとすると、Ｕ＝Ｘ＋Ｙとなる。
【００５５】
条件（３）の所定値は、例えばシフト鍵データ２０２の生成速度Ｚである。１回あたりの誤り訂正処理の速度Ｗ´が、シフト鍵データ２０２の生成速度Ｚよりも小さい場合、誤り訂正処理がボトルネックになってしまう。再送鍵データ１０４の送信時間Ｙが非常に大きくボトルネックになってしまう場合は、再送処理を行わない。
【００５６】
このように、条件（１）に条件（２）を加えることにより、無駄な再送を減らすことができるので、量子鍵データ２０８の生成処理速度の向上が見込める。また、条件（３）を入れることにより、再送を行った場合に誤り訂正処理がボトルネックになることを防ぐことができる。
【００５７】
例えば、１０個の誤り訂正処理ブロック中、大半が誤っている時に再送処理を行った場合、公開データのデータ長Ｌは非常に膨大になる。よって、秘匿性増強処理の圧縮率は０以下になり、再送処理を行っても無駄となるため、再送制御部２５は、再送処理を実施しない。
【００５８】
次に、所定値Ｔの計算方法の詳細について述べる。非特許文献２には、秘匿性増強処理の圧縮率ｒの計算式として、下記式（１）が記載されている。
【００５９】
【数１】
2019004467.tif 000003
【００６０】
式（１）の右辺の第一項は、送信部１１から送信された送信光子データ１０１が、盗聴者によりどれだけ盗聴されているかを示すデータである。式（１）の右辺の第一項が０の場合、送信光子データ１０１の全てが盗聴者により盗聴されていることを示す。また、式（１）の右辺の第一項が１の場合、送信光子データ１０１の全てが盗聴者により盗聴されていないことを示す。式（１）の右辺の第一項は、シフト鍵データ２０２の誤り率等によって計算され、誤り率が高いほど０に近づく。
【００６１】
式（１）のｌｅａｋＥＣは、誤り訂正処理の際に、古典通信路２経由で公開されたデータ量に関するデータである。前述の通り、本実施形態の場合、シンドロームデータ１０３と再送鍵データ１０４とが古典通信路２経由で公開される。シンドロームデータ１０３のデータ長と、再送鍵データ１０４のデータ長とを足し合わせた値が大きいほど、ｌｅａｋＥＣは大きくなるので、圧縮率ｒが小さくなる。
【００６２】
式（１）のΔは、量子鍵データ２０８が有限長になった場合の影響を示すデータである。シフト鍵データ２０２の誤り率Ｑは、誤り訂正処理が成功した誤り訂正処理ブロックと、シフト鍵データ２０２のうち当該誤り訂正処理ブロックに対応するデータとを比較すること等により分かる。よって、シフト鍵データの誤り率Ｑが分かると、式（１）及び誤り率Ｑから、圧縮率ｒが０となるｌｅａｋＥＣ及びデータ長Ｌが分かる。そして、前述の通り、所定値ＴがＬ−Ｓにより計算できる。
【００６３】
再送制御部２５は、再送要求条件として、例えば条件（１）を使用してもよい。また例えば、再送制御部２５は、再送要求条件として、条件（１）及び（２）を使用してもよい。また例えば、再送制御部２５は、再送要求条件として、条件（１）、（２）及び（３）を使用してもよい。
【００６４】
なお、本実施形態では、誤り訂正処理について、ＬＤＰＣ符号を復号する場合を例にして説明したが、誤り訂正処理はＬＤＰＣ復号に限られない。誤り訂正処理は、例えばＢＣＨ符号の復号、及び、ＲＳ符号の復号等でもよい。
【００６５】
以上説明したように、第１実施形態の受信装置２０（量子通信装置）では、第１の訂正部２４−１が、送信装置１０から量子通信路１を介して受信されたシフト鍵データ２０２（受信鍵データ）の誤り訂正処理をすることにより、第１の訂正鍵データ２０４を生成する。再送制御部２５が、再送要求条件を満たす場合、再送対象アドレス情報（第１実施形態では、訂正が失敗した誤り訂正処理ブロックの全アドレス）を含む再送要求２０６を、古典通信路２（制御通信路）を介して送信装置１０に送信し、当該送信装置１０から当該再送対象アドレス情報に対応する再送鍵データ１０４を、古典通信路２を介して受信する。そして、第２の訂正部２４−２が、当該再送対象アドレス情報に対応した訂正鍵データを、再送鍵データ１０４により置き換えることにより、第１の訂正鍵データ２０４を更に訂正する。
【００６６】
なお第１の訂正部２４−１、及び、第２の訂正部２４−２は、１つの訂正部として実現してもよい。
【００６７】
第１実施形態の受信装置２０によれば、誤り訂正処理の失敗が頻繁に発生する場合でも、暗号鍵の生成速度の低下を低減させることができる。
【００６８】
（第２実施形態）
次に第２実施形態について説明する。第２実施形態の説明では、第１実施形態と同様の説明については省略し、第１実施形態と異なる箇所について説明する。第１実施形態では、誤り訂正処理が失敗したブロック全体のデータを再送する場合について説明した。第２実施形態では、誤り訂正処理が失敗したブロック全体ではなく、誤り訂正処理が失敗したブロックに含まれる一部のデータを含む再送鍵データ１０４を再送する場合について説明する。これにより、古典通信路２経由で盗聴される可能性のあるデータの量を小さくすることができる。
【００６９】
［機能構成の例］
図４は第２実施形態の量子通信システム１００の機能構成の例を示す図である。第２実施形態の量子通信システム１００は、送信装置１０及び受信装置２０を備える。送信装置１０及び受信装置２０は、量子通信路１を介して接続されている。また、送信装置１０及び受信装置２０は、古典通信路２を介して接続されている。
【００７０】
送信装置１０は、送信部１１、シフト処理部１２、生成部１３、再送部１４及び秘匿性増強処理部１５を備える。受信装置２０は、受信部２１、シフト処理部２２、決定部２３、訂正部２４、再送制御部２５及び秘匿性増強処理部２６を備える。
【００７１】
第１実施形態との相違点は、訂正部２４及び再送制御部２５の動作であるため、訂正部２４及び再送制御部２５の動作に焦点を当てて説明する。
【００７２】
訂正部２４は、ＬＤＰＣパラメータ２０３及びシンドロームデータ１０３を参照して、シフト鍵データ２０２の誤りを訂正する。そして訂正部２４は、第１の訂正鍵データ２０４及び再送制御情報２０５を再送制御部２５に入力する。
【００７３】
本実施形態の再送制御情報２０５は、上述の成否情報及び誤り率の他に、信頼度情報を更に含む。信頼度情報は、第１の訂正鍵データ２０４もしくは第２の訂正鍵データ２０７の信頼性を示す。信頼度情報は、上述の事後値（対数確率比）から算出される。事後値の絶対値が大きいほど、シフト鍵データ２０２に含まれるデータが０の確率、又は、当該データが１の確率が高くなるため、当該データの信頼度が高くなる。よって、再送制御部２５は、事後値の絶対値に対する閾値を設定し、閾値以下の場合、当該データに信頼性が無いと判定する。つまり、訂正が失敗した誤り訂正ブロックに含まれるデータのうち、信頼性が無いと判定されたデータが再送対象となる。
【００７４】
ここで、事後値の閾値に関して考察する。事後値は、シフト鍵データ２０２に含まれるデータが１である事後確率と、当該データが０である事後確率との対数確率比である。そのため、例えば高い方の事後確率が９０％以上で、低い方の事後確率が１０％以下の場合は、当該データの信頼性が高いとすると、事後値の絶対値の閾値は、２．１９７（≒ｌｏｇ（０．９／０．１）＝｜ｌｏｇ（０．１／０．９）｜）となる。よって、再送制御部２５は、事後値の絶対値が２．１９７以上の場合、当該事後値に対応するデータは信頼性があると判定する。一方、再送制御部２５は、事後値の絶対値が２．１９７未満の場合、当該事後値に対応するデータは信頼性が無いと判定する。
【００７５】
再送制御部２５は、訂正部２４から、第１の訂正鍵データ２０４、及び、再送制御情報２０５を受け付ける。再送制御部２５は、上述の再送要求条件を満たす場合、誤り訂正処理が失敗した訂正処理ブロック内の信頼度が閾値以下のデータのアドレスを再送対象アドレス情報とし、再送対象アドレス情報を含む再送要求２０６を、古典通信路２を介して送信装置１０に送信する。
【００７６】
送信装置１０の再送部１４は、受信装置２０の再送制御部２５から再送要求２０６を受信すると、再送要求２０６に含まれる再送対象アドレス情報により指定されるデータをシフト鍵データ１０２から取得し、当該データを再送鍵データ１０４として、再送制御部２５に送信する。
【００７７】
再送制御部２５は、古典通信路２を介して送信装置１０から再送鍵データ１０４を受信すると、当該再送鍵データ１０４を訂正部２４に入力する。
【００７８】
訂正部２４は、再送制御部２５から再送鍵データ１０４を受け付けると、第１の訂正鍵データ２０４に含まれるデータのうち、再送鍵データ１０４に対応するデータを、再送鍵データ１０４に置き換えた置換データを生成する。そして、訂正部２４は、ＬＤＰＣパラメータ２０３とシンドロームデータ１０３とを参照して、置換データに誤り訂正処理をすることにより、第２の訂正鍵データ２０７、及び、再送制御情報２０５を生成する。
【００７９】
再送制御部２５は、訂正部２４から、第２の訂正鍵データ２０７、及び、再送制御情報２０５を受け付けると、再度、再送制御処理を行う。再送制御部２５は、再送要求条件を満たさなくなるまで、この再送制御処理を続ける。そして、再送制御部２５は、再送要求条件を満たさない場合、１回の誤り訂正処理により生成された第１の訂正鍵データ２０４、又は、２回以上の誤り訂正処理により生成された第２の訂正鍵データ２０７を、秘匿性増強処理部２６に入力する。以上が、第１実施形態との相違点部分の説明である。
【００８０】
図５は第２実施形態の再送制御処理の例を示すフローチャートである。はじめに、再送制御部２５が、上述の再送制御情報２０５（成否情報及び信頼度情報）を参照して、誤り訂正処理が失敗した訂正処理ブロックに含まれる信頼度が閾値以下のデータのアドレスを示すアドレス情報を、再送対象アドレスとして計算する（ステップＳ２１）。
【００８１】
次に、再送制御部２５は、上述の再送要求条件を満たすか否かを判定する（ステップＳ２２）。第２実施形態の再送要求条件の詳細は後述する。
【００８２】
再送要求条件を満たさない場合（ステップＳ２２，Ｎｏ）、再送制御部２５は、シフト鍵データ２０２から分割された全ての誤り訂正処理ブロックの誤り訂正処理に成功しているか否かを判定する（ステップＳ２３）。
【００８３】
全ての誤り訂正処理ブロックの誤り訂正処理に成功している場合（ステップＳ２３，Ｙｅｓ）、再送制御部２５は、上述の第１の訂正鍵データ２０４、又は、上述の第２の訂正鍵データ２０７を秘匿性増強処理部２６に入力する（ステップＳ２４）。
【００８４】
全ての誤り訂正処理ブロックの誤り訂正処理に成功していない場合（ステップＳ２３，Ｎｏ）、処理を終了する。この場合、第１の訂正鍵データ２０４及び第２の訂正鍵データ２０７を秘匿性増強処理部２６に入力せず、シフト鍵データ１０２を秘匿性増強処理部１５に入力しない。すなわち、誤り訂正処理に成功していない場合でも、再送要求条件を満たさない場合は、処理を終了する。
【００８５】
再送要求条件を満たす場合（ステップＳ２２，Ｙｅｓ）、再送制御部２５は、上述の再送要求２０６を、古典通信路２を介して送信装置１０に送信する（ステップＳ２５）。次に、再送制御部２５は、古典通信路２を介して送信装置１０から、上述の再送鍵データ１０４を受信する（ステップＳ２６）。次に、訂正部が、第１の訂正鍵データ２０４の訂正に失敗したブロックデータに含まれるデータ（再送対象アドレスのデータ）を、再送鍵データ１０４で置き換え置換データを生成する（ステップＳ２７）。そして、訂正部２４は、ＬＤＰＣパラメータ２０３とシンドロームデータ１０３とを参照して、置換データに対して誤り訂正処理をすることにより、第２の訂正鍵データ２０７と再送制御情報２０５とを生成する（ステップＳ２８）。次に、処理はステップＳ２１に戻る。
【００８６】
以降、ステップＳ２７において置換データを生成する場合、直前の第２の訂正鍵データ２０７の訂正に失敗したブロックデータに含まれるデータ（再送対象アドレスのデータ）を、再送鍵データ１０４で置き換えることにより生成する。
【００８７】
次に、第２実施例に対応した再送要求条件の詳細について述べる。再送要求条件は下記の通りである。
（１）誤り訂正処理が失敗した誤り訂正処理ブロックが存在する。
（２）再送鍵データ１０４のデータ長の累計値が、所定値よりも小さい。
（３）再送処理を実施したときの誤り訂正処理の速度（再送処理を含めた誤り訂正処理の速度）が、所定値よりも大きい。
（４）第１の訂正鍵データ２０４、又は、第２の訂正鍵データ２０７に対応したシンドロームデータと、シフト鍵データ１０２に対応したシンドロームデータ１０３との相関値が、所定値よりも大きい。
【００８８】
＜条件（１）の説明＞
条件（１）は、第１実施形態と同じである。すなわち、再送制御部２５は、誤り訂正処理が失敗した誤り訂正処理ブロックが存在した場合、再送要求を行う。
【００８９】
＜条件（２）の説明＞
条件（２）も基本的には第１実施形態と同様である。第２実施形態では、再送制御部２５は、再送要求を複数回行う可能性があるため、今までに再送された再送鍵データ１０４の累計データ長が、上述の所定値Ｔよりも小さい場合、再送要求を行う。
【００９０】
＜条件（３）の説明＞
条件（３）も、第１実施形態と同じである。すなわち、再送処理を実施した場合の誤り訂正処理の速度が、シフト鍵データ２０２の生成速度よりも低く、ボトルネックになってしまう場合、再送処理を実施しない。
【００９１】
＜条件（４）の説明＞
条件（４）は、第１の訂正鍵データ２０４に対応したシンドロームデータ、又は、第２の訂正鍵データ２０７に対応したシンドロームデータと、シフト鍵データ１０２に対応したシンドロームデータ１０３との相関を計算し、その相関値が所定値よりも大きい場合、再送処理を実施するという条件である。
【００９２】
相関値は、例えば各シンドロームデータの一致ビット数の割合等である。第１の訂正鍵データ２０４、又は、第２の訂正鍵データ２０７に含まれる誤りビットの数が少ないほど、相関値が高くなる。
【００９３】
再送制御部２５がまだ、再送要求２０６を送っていない場合（再送要求条件を１回も満たしていない場合）、所定値は、シフト鍵データ２０２（受信鍵データ）に対応したシンドロームデータとシフト鍵データ１０２に対応したシンドロームデータ１０３との相関値である。この場合の条件（４）は、第１の訂正鍵データ２０４に対応したシンドロームデータとシフト鍵データ１０２に対応したシンドロームデータ１０３との相関値が、所定値よりも大きい、となる。
【００９４】
再送制御部２５が、１回再送要求２０６を送った場合、所定値は、第１の訂正鍵データ２０４（１回目（前回）の誤り訂正処理により得られた訂正鍵データ）に対応したシンドロームデータとシフト鍵データ１０２に対応したシンドロームデータ１０３との相関値である。この場合の条件（４）は、第２の訂正鍵データ２０７に対応したシンドロームデータとシフト鍵データ１０２に対応したシンドロームデータ１０３との相関値が、所定値よりも大きい、となる。
【００９５】
再送制御部２５が、２回以上再送要求２０６を送った場合、所定値は、訂正部２４による最新の誤り訂正処理が行われる前の第２の訂正鍵データ２０７（前回の誤り訂正処理により得られた訂正鍵データ）のシンドロームデータとシフト鍵データ１０２に対応したシンドロームデータ１０３との相関値である。この場合の条件（４）は、訂正部２４による最新の誤り訂正処理が行われた後の第２の訂正鍵データ２０７のシンドロームデータとシフト鍵データ１０２に対応したシンドロームデータ１０３との相関値が、所定値よりも大きい、となる。
【００９６】
すなわち、誤り訂正処理後の相関値が、誤り訂正処理前の相関値よりも大きくならない、つまり、相関値が改善していない場合、誤り訂正後の訂正鍵に含まれる誤りビット数は減少していない可能性が高い。この場合、第１実施形態のように、誤り訂正処理が失敗したブロックの全てのデータを再送するのではなく、信頼性が無いと判断されたデータのみを再送する方式では、再送を行った場合でも誤り訂正処理が成功する可能性が低いため、再送処理を行わないほうが効率的である。
【００９７】
また例えば、所定値は、条件（２）を考慮して決めても良い。例えば、条件（２）を満たす再送可能なデータ長の最大値を計算し、その最大値に対応した相関値でも良い。最大値に対応した相関値の計算に関しては、（再送可能なデータ長／誤り訂正ブロック）を求め、これを誤り率と仮定し、その誤り率になった時のシンドロームの相関値をあらかじめ計算しても良い。
【００９８】
また、再送鍵データ１０４の送信量を、シンドロームの相関値から求めても良い。例えば、相関値から再送鍵データ長を求め、上述の事後値の絶対値から信頼性を求め、信頼性の低い順から再送鍵データ長分のデータに対応したアドレスを再送対象アドレスとしても良い。
【００９９】
再送制御部１５が、相関値から再送鍵データ１０４の送信量を決定する方法の例について説明する。一般的に、相関値が大きくなる場合、第１の訂正鍵データ２０４、もしくは、第２の訂正鍵データ２０７、の誤り率は低い可能性が高いため、送信量を少なくする。逆に、相関値が小さい場合、第１の訂正鍵データ２０４、もしくは、第２の訂正鍵データ２０７、の誤り率は高い可能性が高いため、送信量を多くする。
【０１００】
再送要求条件の組み合わせに関しては、例えば条件（１）〜（４）を全て使用してもよい。また例えば、再送要求条件の組み合わせを第１実施形態と同様にする場合は、条件（１）のみを使用してもよいし、条件（１）及び条件（２）を使用してもよいし、条件（１）、（２）及び（３）を使用してもよい。
【０１０１】
以上説明したように、第２実施形態の受信装置２０（量子通信装置）では、訂正部２４が、送信装置１０から量子通信路１を介して受信されたシフト鍵データ２０２（受信鍵データ）の誤り訂正処理をすることにより、第１の訂正鍵データ２０４を生成する。再送制御部２５が、再送要求条件を満たす場合、再送対象アドレス情報（第２実施形態では、訂正に失敗した誤り訂正処理ブロック内の信頼性が無いデータのアドレス）を含む再送要求２０６を、古典通信路２（制御通信路）を介して送信装置１０に送信し、当該送信装置１０から当該アドレス情報に対応する再送鍵データ１０４を、古典通信路２を介して受信する。そして、訂正部２４が、再送対象アドレスに対応した訂正鍵データを、再送鍵データ１０４により置き換えた置換データを作成し、置換データを更に訂正する。
【０１０２】
これにより第２実施形態の受信装置２０によれば、誤り訂正処理の失敗が頻繁に発生する場合でも、暗号鍵の生成速度の低下を低減させることができる。また、第２実施形態の受信装置２０によれば、古典通信路２経由で盗聴される可能性のあるデータの量を、第１実施形態よりも小さくすることができる。
【０１０３】
（第３実施形態）
次に第３実施形態について説明する。第３実施形態の説明では、第１実施形態と同様の説明については省略し、第１実施形態と異なる箇所について説明する。第３実施形態では、受信装置２０が、再送鍵データ１０４を送信装置１０に送信する場合について説明する。
【０１０４】
［機能構成の例］
図６は第３実施形態の量子通信システム１００の機能構成の例を示す図である。第３実施形態の量子通信システム１００は、送信装置１０及び受信装置２０を備える。送信装置１０及び受信装置２０は、量子通信路１を介して接続されている。また、送信装置１０及び受信装置２０は、古典通信路２を介して接続されている。
【０１０５】
送信装置１０は、送信部１１、シフト処理部１２、生成部１３、秘匿性増強処理部１５、及び、第２の訂正部２４−２を備える。受信装置２０は、受信部２１、シフト処理部２２、決定部２３、第１の訂正部２４−１、再送制御部２５及び秘匿性増強処理部２６を備える。
【０１０６】
送信部１１、シフト処理部１２及び生成部１３の説明は、第１実施形態の送信装置１０の説明と同様なので省略する。同様に、受信部２１、シフト処理部２２、決定部２３、及び、第１の訂正部２４−１の説明は、第１実施形態の受信装置２０の説明と同様なので省略する。
【０１０７】
以下、第３実施形態の再送処理及び誤り訂正処理について説明する。
【０１０８】
再送制御部２５は、再送要求条件を満たすか否かに関わらず、誤り訂正が成功した場合、第１の訂正鍵データ２０４を秘匿性増強処理部２６に入力する。
【０１０９】
また、再送制御部２５は、再送要求条件を満たす場合、再送鍵データ１０４を、古典通信路２を介して送信装置１０に送信する。再送鍵データ１０４は、誤り訂正に失敗した訂正処理ブロックの全アドレス、及び、当該全アドレスに対応した第１の訂正鍵データ２０４を含む。
【０１１０】
第２の訂正部２４−２は、受信装置２０から再送鍵データ１０４を受信しなかった場合、シフト鍵データ１０２をそのまま秘匿性増強処理部１５に入力する。
【０１１１】
また、第２の訂正部２４−２は、受信装置２０から再送鍵データ１０４を受信した場合、当該再送鍵データ１０４に含まれる上述の全アドレスを参照する。そして、第２の訂正部２４−２は、当該全アドレスに対応したシフト鍵データ１０２を、再送鍵データ１０４に含まれる第１の訂正鍵データ２０４に置き換えることにより、第２の訂正鍵データ２０７を生成し、当該第２の訂正鍵データ２０７を秘匿性増強処理部１５に入力する。
【０１１２】
送信装置１０の秘匿性増強処理部１５は、第２の訂正部２４−２から、シフト鍵データ１０２、又は、第２の訂正鍵データ２０７を受信する。秘匿性増強処理部１５は、シフト鍵データ１０２、又は、第２の訂正鍵データ２０７を圧縮して、量子鍵データ１０５を生成する。
【０１１３】
一方、受信装置２０の秘匿性増強処理部２６は、第１の訂正鍵データ２０４を圧縮して、量子鍵データ２０８を生成する。
【０１１４】
図７は第３実施形態の再送制御処理の例を示すフローチャートである。はじめに、再送制御部２５が、再送要求条件を満たすか否かを判定する（ステップＳ３１）。なお、再送要求条件の説明は、第１実施形態と同様なので省略する。
【０１１５】
再送要求条件を満たさない場合（ステップＳ３１，Ｎｏ）、再送制御部２５は、シフト鍵データ２０２から分割された全ての誤り訂正処理ブロックの誤り訂正処理に成功しているか否かを判定する（ステップＳ３２）。
【０１１６】
全ての誤り訂正処理ブロックの誤り訂正処理に成功している場合（ステップＳ３２，Ｙｅｓ）、再送制御部２５は、第１の訂正鍵データ２０４を秘匿性増強処理部２６に入力し（ステップＳ３３）、第２の訂正部２４−２は、シフト鍵データ１０２をそのまま秘匿性増強処理部１５に入力する（ステップＳ３４）。
【０１１７】
全ての誤り訂正処理ブロックの誤り訂正処理に成功していない場合（ステップＳ２，Ｎｏ）、処理を終了する。この場合、第１の訂正鍵データ２０４を秘匿性増強処理部２６に入力せず、シフト鍵データ１０２を秘匿性増強処理部１５に入力しない。すなわち、誤り訂正処理に成功していない場合でも、再送要求条件を満たさない場合は、処理を終了する。
【０１１８】
再送要求条件を満たす場合（ステップＳ３１，Ｙｅｓ）、再送制御部２５は、上述の再送鍵データを、古典通信路２を介して送信装置１０に送信する（ステップＳ３５）。次に、第２の訂正部２４−２は、古典通信路２を介して受信装置２０から、ステップＳ３５の処理により送信された再送鍵データ１０４を受信する（ステップＳ３６）。次に、第２の訂正部２４−２が、再送鍵データ１０４を使用して、第２の訂正鍵データ２０７を生成する（ステップＳ３７）。次に、第２の訂正部２４−２が、第２の訂正鍵データ２０７を秘匿性増強処理部１５に入力し（ステップＳ３８）、再送制御部２５が、第１の訂正鍵データ２０４を秘匿性増強処理部２６に入力する（ステップＳ３９）。
【０１１９】
以上、説明したように、第３実施形態の量子通信システム１００では、受信装置２０ではなく、送信装置１０で第２の訂正部２４−２による訂正処理が行われる。第３実施形態の量子通信システム１００によれば、第１実施形態と同様の効果が得られる。
【０１２０】
（第４実施形態）
次に第４実施形態について説明する。第４実施形態の説明では、第３実施形態と同様の説明については省略し、第３実施形態と異なる箇所について説明する。第４実施形態では、受信装置２０が、誤り訂正が失敗したブロック全体のデータではなく、一部のデータを含む再送鍵データ１０４を、送信装置１０に送信する場合について説明する。これにより、古典通信路２経由で盗聴される可能性のあるデータの量を小さくすることができる。
【０１２１】
［機能構成の例］
図８は第４実施形態の量子通信システム１００の機能構成の例を示す図である。第４実施形態の量子通信システム１００は、送信装置１０及び受信装置２０を備える。送信装置１０及び受信装置２０は、量子通信路１を介して接続されている。また、送信装置１０及び受信装置２０は、古典通信路２を介して接続されている。
【０１２２】
送信装置１０は、送信部１１、シフト処理部１２、第１の生成部１３−１、第２の生成部１３−２、秘匿性増強処理部１５、及び、第２の訂正部２４−２を備える。受信装置２０は、受信部２１、シフト処理部２２、決定部２３、第１の訂正部２４−１、再送制御部２５及び秘匿性増強処理部２６を備える。
【０１２３】
以下、第４実施形態の再送処理及び誤り訂正処理について説明する。
【０１２４】
第１の訂正部２４−１は、ＬＤＰＣパラメータ２０３及びシンドロームデータ１０３を参照して、シフト鍵データ２０２の誤りを訂正し、第１の訂正鍵データ２０４と第１の再送制御情報２０５−１とを再送制御部２５に入力する。
【０１２５】
第１の再送制御情報２０５−１は、第２実施形態の再送制御情報２０５と同様である。すなわち、第１の再送制御情報２０５−１は、上述の成否情報、上述の誤り率、及び、上述の信頼度情報を含む。第４実施形態の信頼度情報は、第１の訂正鍵データ２０４もしくは第３の訂正鍵データ２０９の信頼性を示す。信頼度情報は、上述の事後値（対数確率比）から算出される。
【０１２６】
再送制御部２５は、第１の訂正部２４−１から、第１の訂正鍵データ２０４と第１の再送制御情報２５−１とを受け付ける。再送制御部２５は、再送要求条件を満たすか否かを判定する。なお、第４実施形態の再送要求条件の詳細は後述する。
【０１２７】
再送制御部２５は、再送要求条件を満たす場合、誤り訂正処理が失敗した訂正処理ブロック内の、信頼度が閾値以下のデータのアドレスを再送対象アドレスとする。そして、再送制御部２５は、再送対象アドレス、及び、当該再送対象アドレスに対応した第１の訂正鍵データ２０４を含む再送鍵データ１０４を送信装置１０に送信する。
【０１２８】
送信装置１０の第２の訂正部２４−２は、再送鍵データ１０４を受信すると、再送鍵データ１０４に含まれる再送対象アドレスを参照する。第２の訂正部２４−２は、再送対象アドレスに対応したシフト鍵データ１０２を、第１の訂正鍵データ２０４に置き換えることにより、第２の訂正鍵データ２０７を生成する。第２の訂正部２４−２は、第２の訂正鍵データ２０７を第２の生成部１３−２に入力する。
【０１２９】
第２の生成部１３−２は、第２の訂正部２４−２から第２の訂正鍵データ２０７を受け付けると、シンドロームデータを再生成し、前回生成されたシンドロームデータ１０３から変化したデータのアドレス（シンドロームデータ変更アドレス１０６）を計算する。そして、第２の生成部１３−２は、シンドロームデータ変更アドレス１０６を受信装置２０に送信する。
【０１３０】
受信装置２０の第１の訂正部２４−１は、送信装置１０からシンドロームデータ変更アドレス１０６を受信すると、当該シンドロームデータ変更アドレス１０６を使用してシンドロームデータ１０３を変換する。そして、第１の訂正部２４−１は、変換されたシンドロームデータ１０３を使用して、第１の訂正鍵データ２０４を誤り訂正し、第３の訂正鍵データ２０９、及び、第２の再送制御情報２０５−２を生成する。ここで、第２の再送制御情報２０５−２は、第３の訂正鍵データ２０９に関する再送制御情報である。
【０１３１】
再送制御部２５は、第１の訂正部２４−１から、第３の訂正鍵データ２０９、及び、第２の再送制御情報２０５−２を受け付けると、再度、再送制御処理を行う。再送制御部２５は、再送要求条件を満たさなくなるまで、この再送制御処理を続ける。そして、再送制御部２５は、再送要求条件を満たさない場合、１回の誤り訂正処理により生成された第１の訂正鍵データ２０４、又は、２回以上の誤り訂正処理により生成された第３の訂正鍵データ２０９を、秘匿性増強処理部２６に入力する。
【０１３２】
受信装置２０の秘匿性増強処理部１５は、第１の訂正部２４−１から、第１の訂正鍵データ２０４、又は、第３の訂正鍵データ２０９を受信する。秘匿性増強処理部１５は、第１の訂正鍵データ２０４、又は、第３の訂正鍵データ２０９を圧縮して、量子鍵データ２０８を生成する。
【０１３３】
一方、送信装置１０の秘匿性増強処理部１５は、シフト鍵データ１０２、又は、第２の訂正鍵データ２０７を圧縮して、量子鍵データ１０５を生成する。
【０１３４】
図９は第４実施形態の再送制御処理の例を示すフローチャートである。はじめに、再送制御部２５が、上述の再送制御情報２０５（成否情報及び信頼度情報）を参照して、誤り訂正処理が失敗した訂正処理ブロックに含まれる信頼度が閾値以下のデータのアドレスを示すアドレス情報を、再送対象アドレスとして計算する（ステップＳ４１）。
【０１３５】
次に、再送制御部２５は、上述の再送要求条件を満たすか否かを判定する（ステップＳ４２）。第４実施形態の再送要求条件の詳細は後述する。
【０１３６】
再送要求条件を満たさない場合（ステップＳ４２，Ｎｏ）、再送制御部２５は、シフト鍵データ２０２から分割された全ての誤り訂正処理ブロックの誤り訂正処理に成功しているか否かを判定する（ステップＳ４３）。
【０１３７】
全ての誤り訂正処理ブロックの誤り訂正処理に成功している場合（ステップＳ４３，Ｙｅｓ）、再送制御部２５は、上述の第１の訂正鍵データ２０４、又は、上述の第３の訂正鍵データ２０９を秘匿性増強処理部２６に入力する（ステップＳ４４）。一方、送信装置１０の第２の訂正部２４−２は、シフト鍵データ１０２、又は、第２の訂正鍵データ２０７を秘匿性増強処理部１５に入力する。
【０１３８】
全ての誤り訂正処理ブロックの誤り訂正処理に成功していない場合（ステップＳ４３，Ｎｏ）、処理を終了する。この場合、第１の訂正鍵データ２０４及び第３の訂正鍵データ２０９を秘匿性増強処理部２６に入力せず、シフト鍵データ１０２、又は、第２の訂正鍵データ２０７を秘匿性増強処理部１５に入力しない。すなわち、誤り訂正処理に成功していない場合でも、再送要求条件を満たさない場合は、処理を終了する。
【０１３９】
再送要求条件を満たす場合（ステップＳ４２，Ｙｅｓ）、再送制御部２５は、上述の再送鍵データ１０４を、古典通信路２を介して送信装置１０に送信する（ステップＳ４６）。次に、第２の訂正部２４−２は、古典通信路２を介して受信装置２０から、ステップＳ４６の処理により送信された再送鍵データ１０４を受信する（ステップＳ４７）。次に、第２の訂正部２４−２が、再送鍵データ１０４を使用して、第２の訂正鍵データ２０７を生成する（ステップＳ４８）。次に、第２の生成部１３−２が、第２の訂正鍵データ２０７に対応したシンドロームを計算し、当該シンドロームの変更アドレスを生成し、シンドロームデータ変更アドレス１０６を受信装置２０に送信する（ステップＳ４９）。
【０１４０】
次に、受信装置２０の第１の訂正部２４−１は、送信装置１０からシンドロームデータ変更アドレス１０６を受信する（ステップＳ５０）。次に、第１の訂正部２４−１は、ステップＳ５０の処理により受信したシンドロームデータ変更アドレス１０６を使用して、第３の訂正鍵データ２０９と第２の再送制御情報２０５−２とを生成する（ステップＳ５１）。
【０１４１】
ステップＳ５１の処理が終了すると、処理はステップＳ４１に戻る。以降の再送対象アドレスの計算処理、及び、再送鍵データ１０４の生成処理では、直前の第３の訂正鍵データ２０９が使用される。そして、以降の第２の訂正鍵データ２０７は、直前の第２の訂正鍵データ２０７を基に生成される。また、以降の第３の訂正鍵データ２０９は、直前の第３の訂正鍵データ２０９に対し誤り訂正を行うことにより、生成される。
【０１４２】
次に、第４実施形態の再送要求条件の詳細について説明する。第４実施形態の再送要求条件は下記の通りである。
（１）誤り訂正処理が失敗した誤り訂正処理ブロックが存在する。
（２）再送鍵データ１０４のデータ長の累計値が、所定値よりも小さい。
（３）再送処理を実施したときの誤り訂正処理の速度（再送処理を含めた誤り訂正処理の速度）が、所定値よりも大きい。
（４）第１の訂正鍵データ２０４、又は、第３の訂正鍵データ２０９に対応したシンドロームデータと、シフト鍵データ２０２、又は、第２の訂正鍵データ２０７に対応したシンドロームデータとの相関値が、所定値よりも大きい。
【０１４３】
＜条件（１）の説明＞
条件（１）は、第３実施形態と同じである。すなわち、再送制御部２５は、誤り訂正処理が失敗した誤り訂正処理ブロックが存在した場合、再送要求を行う。
【０１４４】
＜条件（２）の説明＞
条件（２）も基本的には第３実施形態と同様である。第４実施形態では、再送制御部２５は、再送要求を複数回行う可能性があるため、今までに再送された再送データの累計データ長が、上述の所定値Ｔよりも小さい場合、再送要求を行う。なお、シンドロームデータ変更アドレス１０６に関しては、変更アドレスのみのため、シンドロームデータ自体が古典通信路２に流れていないため、累計データ長には含めない。
【０１４５】
＜条件（３）の説明＞
条件（３）も、第３実施形態と同じである。すなわち、再送処理を実施した場合の誤り訂正処理の速度が、シフト鍵データの生成速度よりも低く、ボトルネックになってしまう場合、再送処理を実施しない。
【０１４６】
＜条件（４）の説明＞
条件（４）は、第１の訂正鍵データ２０４に対応したシンドロームデータ、又は、第３の訂正鍵データ２０９に対応したシンドロームデータと、シフト鍵データ１０２に対応したシンドロームデータ、又は、第２の訂正鍵データ２０７に対応したシンドロームデータとの相関を計算し、その相関値が所定値よりも大きい場合、再送処理を実施するという条件である。
【０１４７】
相関値は、例えば各シンドロームデータの一致ビット数の割合等である。第１の訂正鍵データ２０４、又は、第３の訂正鍵データ２０９に含まれる誤りビットの数が少ないほど、相関値が高くなる。
【０１４８】
再送制御部２５がまだ、再送鍵データ１０４を送っていない場合（再送要求条件を１回も満たしていない場合）、所定値は、シフト鍵データ２０２（受信鍵データ）に対応したシンドロームデータと、シフト鍵データ１０２に対応したシンドロームデータ１０３との相関値である。この場合の条件（４）は、第１の訂正鍵データ２０４に対応したシンドロームデータとシフト鍵データ１０２に対応したシンドロームデータ１０３との相関値が、所定値よりも大きい、となる。
【０１４９】
再送制御部２５が、１回再送鍵データ１０４を送った場合、所定値は、第１の訂正鍵データ２０４（１回目（前回）の誤り訂正処理により得られた訂正鍵データ）に対応したシンドロームデータと、第２の訂正鍵データ２０７に対応したシンドロームデータとの相関値である。この場合の条件（４）は、第３の訂正鍵データ２０９に対応したシンドロームデータと、第２の訂正鍵データ２０７に対応したシンドロームデータとの相関値が、所定値よりも大きい、となる。
【０１５０】
再送制御部２５が、２回以上再送鍵データ１０４を送った場合、所定値は、第１の訂正部２４−１による最新の誤り訂正処理が行われる前の第３の訂正鍵データ２０９（前回の誤り訂正処理により得られた訂正鍵データ）のシンドロームデータと、最新の第２の訂正鍵データ２０７に対応したシンドロームデータとの相関値である。この場合の条件（４）は、第１の訂正部２４−１による最新の誤り訂正処理が行われた後の第３の訂正鍵データ２０９のシンドロームデータと、最新の第２の訂正鍵データ２０７に対応したシンドロームデータとの相関値が、所定値よりも大きい、となる。
【０１５１】
すなわち、誤り訂正処理後の相関値が、誤り訂正処理前の相関値よりも大きくならない、つまり、相関値が改善していない場合、誤り訂正後の訂正鍵に含まれる誤りビット数は減少していない可能性が高い。この場合、第１実施形態のように、誤り訂正処理が失敗したブロックの全てのデータを再送するのではなく、信頼性が無いと判断されたデータのみを再送する方式では、再送を行った場合でも誤り訂正処理が成功する可能性が低いため、再送処理を行わないほうが効率的である。
【０１５２】
また例えば、所定値は、条件（２）を考慮して決めても良い。例えば、条件（２）を満たす再送可能なデータ長の最大値を計算し、その最大値に対応した相関値でも良い。最大値に対応した相関値の計算に関しては、（再送可能なデータ長／誤り訂正ブロック）を求め、これを誤り率と仮定し、その誤り率になった時のシンドロームの相関値をあらかじめ計算しても良い。
【０１５３】
また、再送鍵データ１０４の送信量を、シンドロームの相関値から求めても良い。例えば、相関値から再送鍵データ長を求め、上述の事後値の絶対値から信頼性を求め、信頼性の低い順から再送データ長分のデータに対応したアドレスを再送対象アドレスとしても良い。
【０１５４】
再送要求条件の組み合わせに関しては、例えば条件（１）〜（４）を全て使用してもよい。また例えば、再送要求条件の組み合わせを第１実施形態と同様にする場合は、条件（１）のみを使用してもよいし、条件（１）及び条件（２）を使用してもよいし、条件（１）、（２）及び（３）を使用してもよい。
【０１５５】
以上、説明した第４実施形態の量子通信システム１００によれば、第２実施形態と同様の効果が得られる。すなわち、第４実施形態の量子通信システム１００によれば、誤り訂正処理の失敗が頻繁に発生する場合でも、暗号鍵の生成速度の低下を低減させることができる。また、第４実施形態の量子通信システム１００によれば、古典通信路２経由で盗聴される可能性のあるデータの量を、第３実施形態よりも小さくすることができる。
【０１５６】
最後に、第１乃至第４実施形態の送信装置１０及び受信装置２０のハードウェア構成の例について説明する。
【０１５７】
［ハードウェア構成の例］
図１０は第１乃至第４実施形態の送信装置１０及び受信装置２０の主要部のハードウェア構成の例を示す図である。第１乃至第４実施形態の送信装置１０及び受信装置２０は、制御装置３０１、主記憶装置３０２、補助記憶装置３０３、表示装置３０４、入力装置３０５、量子通信ＩＦ（Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ）３０６及び古典通信ＩＦ３０７を備える。
【０１５８】
制御装置３０１、主記憶装置３０２、補助記憶装置３０３、表示装置３０４、入力装置３０５、量子通信ＩＦ３０６及び古典通信ＩＦ３０７は、バス３１０を介して接続されている。
【０１５９】
制御装置３０１は、補助記憶装置３０３から主記憶装置３０２に読み出されたプログラムを実行する。主記憶装置３０２は、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ  Ｏｎｌｙ  Ｍｅｍｏｒｙ）及びＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｍｅｍｏｒｙ）等のメモリである。補助記憶装置３０３は、ＨＤＤ（Ｈａｒｄ  Ｄｉｓｋ  Ｄｒｉｖｅ）及びメモリカード等である。
【０１６０】
表示装置３０４は、送信装置１０及び受信装置２０の状態等を表示する。入力装置３０５はユーザーからの入力を受け付ける。
【０１６１】
量子通信ＩＦ３０６は、量子通信路１に接続するためのインターフェースである。古典通信ＩＦ３０７は、古典通信路２に接続するためのインターフェースである。
【０１６２】
第１乃至第４実施形態の送信装置１０及び受信装置２０は、図１０のハードウェア構成を備えていれば、汎用のコンピュータ等を含む任意の装置により実現可能である。
【０１６３】
第１乃至第４実施形態の送信装置１０及び受信装置２０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、メモリカード、ＣＤ−Ｒ、及び、ＤＶＤ（Ｄｉｇｉｔａｌ  Ｖｅｒｓａｔｉｌｅ  Ｄｉｓｃ）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。
【０１６４】
また第１乃至第４実施形態の送信装置１０及び受信装置２０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。
【０１６５】
また第１乃至第４実施形態の送信装置１０及び受信装置２０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。
【０１６６】
また第１乃至第４実施形態の送信装置１０及び受信装置２０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。
【０１６７】
第１乃至第４実施形態の送信装置１０及び受信装置２０で実行されるプログラムは、第１乃至第４実施形態の送信装置１０及び受信装置２０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。
【０１６８】
プログラムにより実現される機能は、制御装置３０１が補助記憶装置３０３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、主記憶装置３０２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３０２上に生成される。
【０１６９】
なお第１乃至第４実施形態の送信装置１０及び受信装置２０の機能の一部又は全部を、ＩＣ（Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ  Ｃｉｒｃｕｉｔ）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。
【０１７０】
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つ以上を実現してもよい。
【０１７１】
また第１乃至第４実施形態の送信装置１０及び受信装置２０の動作形態は任意でよい。第１乃至第４実施形態の送信装置１０及び受信装置２０を、例えばネットワーク上のクラウドシステムを構成する装置として動作させてもよい。
【０１７２】
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】
【０１７３】
１０  送信装置
１１  送信部
１２  シフト処理部
１３  生成部
１４  再送部
１５  秘匿性増強処理部
２０  受信装置
２１  受信部
２２  シフト処理部
２３  決定部
２４  訂正部
２５  再送制御部
２６  秘匿性増強処理部
１００  量子通信システム
３０１  制御装置
３０２  主記憶装置
３０３  補助記憶装置
３０４  表示装置
３０５  入力装置
３０６  量子通信ＩＦ
３０７  古典通信ＩＦ
３１０  バス
【図１】
2019004467.tif 000004
【図２】
2019004467.tif 000005
【図３】
2019004467.tif 000006
【図４】
2019004467.tif 000007
【図５】
2019004467.tif 000008
【図６】
2019004467.tif 000009
【図７】
2019004467.tif 000010
【図８】
2019004467.tif 000011
【図９】
2019004467.tif 000012
【図１０】
2019004467.tif 000013