(57)【要約】【課題】中継装置の盗聴によるメッセージの漏洩を防ぐとともに、高い計算能力を備えた計算機を用いても不正を働くことのできない紛失通信システムを提供すること。【解決手段】中継装置２０を用いた紛失通信によって送信者端末１０から受信者端末３０に乱数を送信する。かかる乱数に基づくビットコミットメントを用いた量子紛失通信によって送信者端末１０から受信者端末３０にメッセージを送信する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
中継装置を用いた紛失通信によって受信者端末に乱数を送信するとともに、
前記乱数に基づくビットコミットメントを用いた量子紛失通信によって前記受信者端末にメッセージを送信するように構成されたことを特徴とする送信者端末。
【請求項２】
中継装置を用いた紛失通信によって送信者端末から乱数を受信するとともに、
前記乱数に基づくビットコミットメントを用いた量子紛失通信によって前記送信者端末からメッセージを受信するように構成されたことを特徴とする受信者端末。
【請求項３】
請求項１に記載の送信者端末と、請求項２に記載の受信者端末とを備えることを特徴とする紛失通信システム。
【請求項４】
前記中継装置を備えることを特徴とする、請求項３に記載の紛失通信システム。
【請求項５】
前記送信者端末は、乱数を生成する乱数生成部と、
前記乱数を前記中継装置に送信する通信部と、
メッセージを量子状態に符号化して符号化メッセージとする量子符号化部と、
前記符号化メッセージを前記受信者端末に送信する量子通信部とを備え、
前記中継装置は、受信した前記乱数を約１／２の確率で前記受信者端末に送信するように構成され、
前記受信者端末は、乱数を生成する乱数生成部と、
前記中継装置から送信された前記乱数を受信する通信部と、
前記符号化メッセージを受信する量子通信部と、
前記符号化メッセージを測定して約１／２の確率で正しく復号化する量子復号化部とを備えることを特徴とする、請求項４に記載の紛失通信システム。
【請求項６】
前記中継装置を人工衛星に備えることを特徴とする、請求項５に記載の紛失通信システム。
【請求項７】
前記送信者端末及び前記受信者端末の通信部における通信方式は、いずれも光通信方式であり、
前記中継装置は、前記送信者端末からの光信号をハーフミラーで反射させて前記受信者端末に中継するように構成されたことを特徴とする、請求項５又は６に記載の紛失通信システム。
【請求項８】
中継装置を用いた紛失通信によって送信者端末から受信者端末に乱数を送信する乱数送信工程と、
前記乱数に基づくビットコミットメントを用いた量子紛失通信によって前記送信者端末から前記受信者端末にメッセージを送信するメッセージ送信工程と、を含むことを特徴とする紛失通信方法。
【請求項９】
前記乱数送信工程において、
送信者端末によって乱数を生成し、生成された乱数を中継装置に送信する工程と、
前記送信者端末によってメッセージを量子状態に符号化して符号化メッセージとし、該符号化メッセージを受信者端末に送信する工程と、
前記中継装置によって前記乱数を約１／２の確率で前記受信者端末に送信する工程と、を含むとともに、
前記メッセージ送信工程において、
前記受信者端末によって前記乱数及び前記符号化メッセージを受信する工程と、
前記受信者端末によって前記符号化メッセージを測定して約１／２の確率で正しく復号化する工程と、を含むことを特徴とする、請求項８に記載の紛失通信方法。
【請求項１０】
前記送信者端末及び前記受信者端末によって、前記乱数に基づくビットコミットメントを行う工程を含むことを特徴とする、請求項９に記載の紛失通信方法。
【請求項１１】
前記受信者端末において前記符号化メッセージの測定が行われたことを、前記送信者端末が前記ビットコミットメントの結果に基づいて確認する工程を含むことを特徴とする、請求項１０に記載の紛失通信方法。
【請求項１２】
中継装置を用いた紛失通信によって受信者端末に乱数を送信する処理と、
前記乱数に基づくビットコミットメントを用いた量子紛失通信によって前記受信者端末にメッセージを送信する処理と、を送信者の利用に供するコンピュータに実行させることを特徴とする紛失通信プログラム。
【請求項１３】
中継装置を用いた紛失通信によって送信者端末から乱数を受信する処理と、
前記乱数に基づくビットコミットメントを用いた量子紛失通信によって前記送信者端末からメッセージを受信する処理と、を受信者の利用に供するコンピュータに実行させることを特徴とする紛失通信プログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、２者間の暗号プロトコルである紛失通信を実現する紛失通信システム、方法及びプログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
送信者と受信者の２者間における暗号プロトコルとして、紛失通信（oblivious transfer）及びビットコミットメントが知られている。
【０００３】
紛失通信とは、送信者が１ビットのメッセージを受信者に送信する通信において、受信者は１／２の確率でメッセージを受信し、送信者は受信者がメッセージを受信したか否かを知ることができない通信をいう。紛失通信を用いることによって、送信者と受信者のプライバシーを保護するための種々の暗号を構成することができる。
【０００４】
紛失通信は、送信者と受信者が共に信頼する第三者の中継装置を用いることによって実現することができる。具体的には、送信者は中継装置にメッセージを送信し、中継装置は１／２の確率で受信者にメッセージを送信すればよい。
【０００５】
ビットコミットメントとは、コミットメントフェーズと開示フェーズの２つのフェーズからなる暗号プロトコルをいう。コミットメントフェーズにおいて、送信者は１ビットのメッセージの値を決定するが、この段階において受信者はメッセージの値を知ることができない。開示フェーズにおいて、送信者はメッセージの値を受信者に開示するが、このとき送信者は、コミットメントフェーズにおいて決定したビット値と反対のビット値を開示することはできない。
【０００６】
なお、中継装置を使わないシステム上で紛失通信を実施する方法として、ＲＳＡ暗号に基づく紛失通信の方法が非特許文献１に記載されている。また、ビットコミットメントを利用した量子紛失通信の方法が非特許文献２に記載されている。
【０００７】
【非特許文献１】M. O. Rabin、 "How to exchange secrets with oblivious transfer"、 Tech. Memo、 TR-81、 Ailen Comp. Lab.、 Harvard University (1981)
【非特許文献２】C. Crepeau、 "What is going on with quantum bit commitment?"、 Proceedings of Pragocrypt '96: 1st International Conference on the Theoryand Applications of Cryptology、 Prague、 October 1996
【非特許文献３】G. Brassard、 C. Crepeau、 D. Mayers and L. Salvail、 "Defeating classical bit commitments with a quantum computer"、 arXiv quant-ph/9806031 (1998)
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
中継装置を利用した上記の紛失通信においては、中継装置が盗聴されることによって、メッセージの内容が漏洩してしまうという問題がある。
【０００９】
また、ＲＳＡ暗号に基づく紛失通信（非特許文献１）は、因数分解の計算が困難であることによって安全性を確保している。このような計算量的安全性を備えた従来の紛失通信においては、量子計算機その他の高い計算能力を有する計算機を所持している送信者（ないし受信者）によって、不正が行われ得るという問題がある。
【００１０】
ビットコミットメントを利用した量子紛失通信（非特許文献２）は、２者間で、中継装置を用いることなく行われる紛失通信である。しかし、かかる通信方式においても、量子計算機を用いることによって不正が可能となるという問題が指摘されている（非特許文献３）。
【００１１】
そこで、中継装置の盗聴によるメッセージの漏洩を防ぐとともに、高い計算能力を備えた計算機を用いても不正を働くことのできない紛失通信システム、方法及びプログラムを提供することが課題となる。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明の第１の視点に係る送信者端末は、
中継装置を用いた紛失通信によって受信者端末に乱数を送信するとともに、
前記乱数に基づくビットコミットメントを用いた量子紛失通信によって前記受信者端末にメッセージを送信することを特徴とする。
【００１３】
本発明の第２の視点に係る受信者端末は、
中継装置を用いた紛失通信によって送信者端末から乱数を受信するとともに、
前記乱数に基づくビットコミットメントを用いた量子紛失通信によって前記送信者端末からメッセージを受信することを特徴とする。
【００１４】
本発明の第３の視点に係る紛失通信方法は、
中継装置を用いた紛失通信によって送信者端末から受信者端末に乱数を送信する乱数送信工程と、
前記乱数に基づくビットコミットメントを用いた量子紛失通信によって前記送信者端末から前記受信者端末にメッセージを送信するメッセージ送信工程と、を含むことを特徴とする。
【００１５】
本発明の第４の視点に係る紛失通信プログラムは、
中継装置を用いた紛失通信によって受信者端末に乱数を送信する処理と、
前記乱数に基づくビットコミットメントを用いた量子紛失通信によって前記受信者端末にメッセージを送信する処理と、を送信者の利用に供するコンピュータに実行させることを特徴とする。
【００１６】
本発明の第５の視点に係る紛失通信プログラムは、
中継装置を用いた紛失通信によって送信者端末から乱数を受信する処理と、
前記乱数に基づくビットコミットメントを用いた量子紛失通信によって前記送信者端末からメッセージを受信する処理と、を受信者の利用に供するコンピュータに実行させることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１７】
本発明に係る紛失通信システムにおいては、量子紛失通信によって送信者端末から受信者端末へメッセージが送信される。すなわち、メッセージは中継装置を経由しないため、中継装置が盗聴された場合においても、メッセージは第三者に漏洩することがない。
【００１８】
また、本発明に係る紛失通信システムは、従来のような計算量的安全性に基づくビットコミットメントではなく、中継装置を介した紛失通信によって送信者端末から受信者端末に送信された乱数に基づくビットコミットメントを採用している。したがって、送信者端末又は受信者端末が高い計算能力を備えている場合においても、送信者又は受信者は不正を働くことはできない。
【００１９】
ゆえに、発明によって、中継装置を盗聴する第三者への情報漏洩がなく、高い計算能力を有する計算機を用いたとしても不正を働くことができない紛失通信を実現することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
（実施形態１）
本発明の第１の実施形態に係る紛失通信システムついて、図面を参照して説明する。図１は、本実施形態に係る紛失通信システムの構成を示すブロック図である。図１を参照すると、紛失通信システムは、上記第１の視点に係る送信者端末１０と、上記第２の視点に係る受信者端末３０とを備えることが好ましい。また、紛失通信システムは、中継装置２０を備えることが好ましい。さらに、紛失通信システムは、通信路４０、５０及び量子通信路６０を備えることが好ましい。通信路４０は送信者端末１０と中継装置２０とを接続する。通信路５０は、中継装置２０と受信者端末３０とを接続する。量子通信路６０は、送信者端末１０と受信者端末３０とを接続する。
【００２１】
（実施形態２）
本発明の第２の実施形態に係る紛失通信システムについて、図面を参照して説明する。図２は、本実施形態に係る紛失通信システムの構成を示すブロック図である。図２を参照すると、紛失通信システムは、送信者端末１０、中継装置２０及び受信者端末３０を備える。さらに、紛失通信システムは、通信路４０、５０、７０及び量子通信路６０を備えることが好ましい。通信路４０は送信者端末１０と中継装置２０とを接続する。通信路５０は、中継装置２０と受信者端末３０とを接続する。量子通信路６０及び通信路７０は、送信者端末１０と受信者端末３０とを接続する。
【００２２】
送信者端末１０は、通信部１１、量子通信部１２、乱数生成部１３及び量子符号化部１４を備える。乱数生成部１３は乱数を生成する。通信部１１は、かかる乱数を、通信路４０を介して中継装置２０に送信する。量子符号化部１４は、メッセージを量子状態に符号化して符号化メッセージとする。量子通信部１２は、量子通信路６０を介して、符号化メッセージを受信者端末３０に送信する。
【００２３】
中継装置２０は、中継部２１を備える。中継部２１は、通信路５０を介して、受信した乱数を約１／２の確率で受信者端末３０に送信する。
【００２４】
受信者端末３０は、通信部３１、量子通信部３２、乱数生成部３３及び量子復号化部３４を備える。乱数生成部３３は乱数を生成する。通信部３１は、中継装置２０から送信された乱数を受信する。量子通信部３２は符号化メッセージを受信する。量子復号化部３４は、符号化メッセージを測定して約１／２の確率で正しく復号化する。
【００２５】
また、中継装置２０は、人工衛星に備えることが好ましい。中継装置を人工衛星上に設置することによって、送信者又は受信者の中継装置に対する不正な制御を防ぎ、安全性を向上させることができる。
【００２６】
さらに、送信者端末１０及び受信者端末３０の通信部１１、３１における通信方式は、いずれも光通信方式であり、中継装置２０は、送信者端末１０からの光信号をハーフミラーで反射させて受信者端末３０に中継するように構成されることが好ましい。
【００２７】
（実施形態３）
本発明の第３の実施形態に係る紛失通信方法について説明する。本実施形態の紛失通信方法は、図１を参照すると、上記第３の視点の紛失通信方法における乱数送信工程において、
送信者端末１０によって乱数を生成し、生成された乱数を中継装置２０に送信する工程と、
送信者端末１０によってメッセージを量子状態に符号化して符号化メッセージとし、該符号化メッセージを受信者端末３０に送信する工程と、
中継装置２０によって前記乱数を約１／２の確率で受信者端末３０に送信する工程と、を含むことが好ましい。
【００２８】
また、本実施形態の紛失通信方法は、上記第３の視点の紛失通信方法におけるメッセージ送信工程において、
受信者端末３０によって前記乱数及び前記符号化メッセージを受信する工程と、
受信者端末３０によって前記符号化メッセージを測定して約１／２の確率で正しく復号化する工程と、を含むことが好ましい。
【００２９】
また、紛失通信方法は、送信者端末１０及び受信者端末３０によって、前記乱数に基づくビットコミットメントを行う工程を含むことが好ましい。
【００３０】
さらに、紛失通信方法は、受信者端末３０において前記符号化メッセージの測定が行われたことを、送信者端末１０が前記ビットコミットメントの結果に基づいて確認する工程を含むことが好ましい。
【実施例】
【００３１】
本発明の実施例に係る紛失通信システムについて図面を参照して説明する。図２は、本実施例に係る紛失通信システムの構成を示すブロック図である。図２を参照すると、紛失通信システムは、送信者端末１０、中継装置２０、及び、受信者端末３０を備える。
【００３２】
送信者端末１０は、メッセージを送信する。受信者端末３０は、送信者端末１０から与えられたメッセージを受信する。送信者端末１０と受信者端末３０とは、中継装置２０を介して通信路４０及び５０によって接続されるとともに、量子通信路６０及び通信路７０によって接続される。
【００３３】
送信者端末１０は、通信部１１、量子通信部１２、乱数生成部１３、及び、量子符号化部１４を備える。中継装置２０は中継部２１を備える。受信者端末３０は、通信部３１、量子通信部３２、乱数生成部３３、及び、量子復号化部３４を備える。
【００３４】
通信部１１は、乱数生成部１３により生成された乱数を通信路４０を介して中継部２１に送信する。量子符号化部１４は、メッセージを量子状態に符号化する。量子通信部１２は、量子通信路６０を介して量子状態に符号化されたメッセージを受信者端末３０に送信する。
【００３５】
中継部２１は、送信者端末１０より通信路４０を介して送信された乱数を受信し、約１／２の確率で通信路５０を介して受信者端末３０に中継する。
【００３６】
量子復号化部３４は、量子通信路６０を介して送信者端末１０から送信された符号化されたメッセージを乱数生成部３３でランダムに選ばれた基底によって測定し、約１／２の確率で正しく復号化する。
【００３７】
図３は、図２の紛失通信システムにおける紛失通信方法の一例を示すシーケンス図である。
【００３８】
送信者端末１０の乱数生成部１３は、２ｍ（ｎ＋１）個の１ビット乱数を生成する（ステップＳ１）。この乱数をｂｉｊｋで表す。ここで、ｉ＝０、１であり、ｊ＝０、…、ｎであり、ｋ＝０、…、（ｍ−１）である。ここで、ｍ及びｎは、安全性を決定づける０よりも大きい整数であり、これらの値が大きいほど安全性を向上させることができる。
【００３９】
送信者端末１０の通信部１１は、ｂｉｊｋを通信路４０を介して中継装置２０に送信する（ステップＳ２）。
【００４０】
中継装置２０の中継部２１は、送信者端末１０から送信されてきたｂｉｊｋを、約１／２の確率で受信者端末３０に中継する（ステップＳ３）。
【００４１】
受信者端末３０の通信部３１は、中継装置２０から送信されて来るｂｉｊｋを受信する。各ｉ、ｊについて、ｂｉｊｋを受信することができたｋの中からｍ／３個のｋをランダムに選び、選ばれたｋの集合をＵｉｊとする。また、残りの２ｍ／３個のｋの中からｍ／３個のｋをランダムに選び、選ばれたｋの集合をＶｉｊとする（ステップＳ４）。
【００４２】
中継装置２０は、約１／２の確率でｂｉｊｋを中継する。したがって、受信者端末３０は、ｋ∈Ｕｉｊなるｂｉｊｋのビット値のすべてを知っており、かつ、ｋ∈Ｖｉｊなるｂｉｊｋのビット値のすべてを知らないことになる。
【００４３】
送信者端末１０の乱数生成部１３は、（ｎ＋１）個の１ビット乱数ｃｊと（ｎ＋１）個の１ビット乱数αｊとを生成する。量子符号化部１４は、ｃｊをαｊの基底で（ｎ＋１）個の量子ビットの量子状態へ符号化する。量子符号化部１４は、一例として、（αｊ、ｃｊ）＝（０、０）のとき｜０＞、（０、１）のとき｜１＞、（１、０）のとき｜＋＞、（１、１）のとき｜−＞の量子状態を生成する。ここで、量子ビットの直交する２つの量子状態を｜０＞、｜１＞とし、｜＋＞＝（｜０＞＋｜１＞）／√２、｜−＞＝（｜０＞−｜１＞）／√２とした。
【００４４】
量子通信部１２は、生成した（ｎ＋１）個の量子ビットを、量子通信路６０を介して受信者端末３０に送信する（ステップＳ５）。
【００４５】
受信者端末３０の量子復号化部３４は、送信者端末１０から量子通信路６０を介して送信された（ｎ＋１）個の量子ビットを復号化する。乱数生成部３３は、（ｎ＋１）個の１ビット乱数βjを生成する。量子復号化部３４は、βｊ＝０の場合には基底｛｜０＞、｜１＞｝、βｊ＝１の場合には基底｛｜＋＞、｜−＞｝によって、第ｊ番目の量子ビットを測定（復号化）し、測定結果（すなわち復号値）をｄｊとする（ステップＳ６）。
【００４６】
受信者端末３０は、以下の手続きを、ｊ＝０〜ｎについて、（ｎ＋１）回繰り返す。受信者端末３０は、Ｕ０ｊ及びＶ０ｊを用いてβｊのビットコミットメントを行う。すなわち、受信者端末３０は、βｊ＝０の場合には通信路７０を介して送信者端末１０に（Ｕ０ｊ、Ｖ０ｊ）を送信し、βｊ＝１の場合には通信路７０を介して送信者端末１０に（Ｖ０ｊ、Ｕ０ｊ）を送信する。また、受信者端末３０は、Ｕ１ｊ及びＶ１ｊを用いてｄｊのビットコミットメントを行う。すなわち、受信者端末３０は、ｄｊ＝０の場合には通信路７０を介して送信者端末１０に（Ｕ１ｊ、Ｖ１ｊ）を送信し、ｄｊ＝１の場合には通信路７０を介して送信者端末１０に（Ｖ１ｊ、Ｕ１ｊ）を送信する（ステップＳ７）。
【００４７】
送信者端末１０は、通信路７０を介して受信者端末３０から送信された（Ｕｉｊ、Ｖｉｊ）及び（Ｖｉｊ、Ｕｉｊ）を（Ｘｉｊ、Ｙｉｊ）に格納する（ステップＳ８）。
【００４８】
送信者端末１０は、０からｎの整数の中からランダムに一の数を選ぶとともに、選ばれた数（ｐとする）を通信路７０を介して受信者端末３０に送信する（ステップＳ９）。
【００４９】
受信者端末３０は、ｐを受信する（ステップＳ１０）。
【００５０】
受信者端末３０は、ｊ＝ｐ以外のｊ＝０、…、ｎについて、βｊ及びｄｊを通信路７０を介して送信者端末１０に送る。また、受信者端末３０は、ｋ∈Ｕｉｊに対するｂｉｊｋのビット値を通信路７０を介して送信者端末１０に送る（ステップＳ１１）。
【００５１】
送信者端末１０は、ｊ＝ｐ以外のｊ＝０、…、ｎについて、受信者端末３０から送信されたβｊを検証する（ステップＳ１２）。すなわち、βｊ＝０の場合には、ｋ∈Ｘ０ｊなるｋに対し、受信者端末３０から送られてきたｂ０ｊｋのビット値と、送信者端末１０がステップＳ２において中継装置２０に送信したｂ０ｊｋのビット値とを比較し、βｊ＝１の場合には、ｋ∈Ｙ０ｊなるｋに対し、受信者端末３０から送られてきたｂ０ｊｋのビット値と、送信者端末１０がステップＳ２において中継装置２０に送信したｂ０ｊｋのビット値とを比較する。これらのビット値が一致しない場合（ステップＳ１３のＮｏ）には、送信者端末１０は、受信者端末３０の不正を検出し（ステップＳ１４）、その旨の宣言をする。
【００５２】
送信者端末１０は、同様に、ｊ＝ｐ以外のｊ＝０、…、ｎについて、受信者端末３０から送信されたｄｊを検証する（ステップＳ１２）。すなわち、ｄｊ＝０の場合には、ｋ∈Ｘ１ｊなるｋに対し、受信者端末３０から送られてきたｂ１ｊｋのビット値と、送信者端末１０がステップＳ２において中継装置２０に送信したｂ１ｊｋのビット値とを比較し、βｊ＝１の場合には、ｋ∈Ｙ１ｊなるｋに対し、受信者端末３０から送られてきたｂ１ｊｋのビット値と、送信者端末１０がステップＳ２において中継装置２０に送信したｂ１ｊｋのビット値とを比較する。これらのビット値が一致しない場合（ステップＳ１３のＮｏ）には、送信者端末１０は、受信者端末３０の不正を検出し（ステップＳ１４）、その旨の宣言をする。
【００５３】
送信者端末１０は、さらに、ｊ＝ｐ以外のｊ＝０、…、ｎについて、βｊとｄｊが矛盾していないかどうかを検証する（ステップＳ１２）。すなわち、αｊ＝βｊとなるｊに対し、ｃｊとｄｊのビット値を比較する。これらのビット値が一致しない場合（ステップＳ１３のＮｏ）には、送信者端末１０は、受信者端末３０の不正を検出し（ステップＳ１４）、その旨の宣言をする。
【００５４】
上記の検証において不正が検出されなかった場合（ステップＳ１３のＹｅｓ）、送信者端末１０は、αｐを通信路７０を介して受信者端末３０に送る（ステップＳ１５）。受信者端末３０は、送信者端末１０から送信されたαｐを受信する。もし、βｐ＝αｐであれば、第ｐ番目の量子ビットにおいて、送信者端末１０が量子符号化に用いた基底と、送信者端末３０が量子復号化に用いた基底とが一致しているため、ｄｐ＝ｃｐとなる。したがって、受信者端末３０は、１ビットのメッセージｃｐを受け取ることができる。
【００５５】
一方、βｐ≠αｐであれば、第ｐ番目の量子ビットにおいて、送信者端末１０が量子符号化に用いた基底と、送信者端末３０が量子復号化に用いた基底とは一致していないため、ｄｐの値とｃｐの値との間に相関がない。したがって、受信者端末３０は、１ビットのメッセージｃｐを受け取ることができない（ステップＳ１６）。
【００５６】
今、βｐ＝αｐとなる確率は１／２であるから、送信者端末１０から受信者端末３０へのｃｐの１ビットメッセージに関する紛失通信が完了する。
【００５７】
なお、本発明における乱数を利用したビットコミットメントの方法は上記の方法に限定されるものではない。また、本発明においてメッセージを量子状態に符号化する方法と、メッセージを量子状態から復号化する方法も上記の方法に限定されるものではない。
【図面の簡単な説明】
【００５８】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る紛失通信システムの構成を示すブロック図である。
【図２】本発明の第２の実施形態に係る紛失通信システムの構成を示すブロック図である。
【図３】本発明の一実施例に係る紛失通信方法のシーケンス図である。
【符号の説明】
【００５９】
１０  送信者端末
１１、３１  通信部
１２、３２  量子通信部
１３、３３  乱数生成部
１４  量子符号化部
２０  中継装置
２１  中継部
３０  受信者端末
３４  量子復号化部
４０、５０、７０  通信路
６０  量子通信路
【図１】
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【図２】
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【図３】
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