知財求人 - 知財ポータルサイト「IP Force」
特開2022-149498暗号鍵生成装置、暗号鍵生成プログラムおよび暗号鍵生成・消去方法
(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2022149498
(43)【公開日】2022-10-07
(54)【発明の名称】暗号鍵生成装置、暗号鍵生成プログラムおよび暗号鍵生成・消去方法
(51)【国際特許分類】
H04L 9/12 20060101AFI20220929BHJP
H04L 9/18 20060101ALI20220929BHJP
【ＦＩ】
H04L9/00 631
H04L9/00 651
【審査請求】未請求
【請求項の数】4
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2021051694
(22)【出願日】2021-03-25
【国等の委託研究の成果に係る記載事項】（出願人による申告）令和２年度、国立研究開発法人量子科学技術研究開発機構、戦略的イノベーション創造プログラム（ＳＩＰ）事業「光・量子を活用したＳｏｃｉｅｔｙ５．０実現化技術／量子暗号技術と量子セキュアクラウド技術に関する研究開発」に関する委託研究、産業技術力強化法第１７条の適用を受ける特許出願
(71)【出願人】
【識別番号】301022471
【氏名又は名称】国立研究開発法人情報通信研究機構
(74)【代理人】
【識別番号】110001807
【氏名又は名称】弁理士法人磯野国際特許商標事務所
(72)【発明者】
【氏名】藤原 幹生
(72)【発明者】
【氏名】武岡 正裕
(72)【発明者】
【氏名】佐々木 雅英
(57)【要約】
【課題】量子鍵配送によって生成される送受信間で共有する共有鍵から、安全に消去できる暗号鍵を生成することが可能な暗号鍵生成装置を提供する。
【解決手段】暗号鍵生成装置２は、共有鍵Ｋ０を第１鍵Ｋ１と第２鍵Ｋ２とに分離し、第１鍵Ｋ１を不揮発性記憶手段２０に記憶するとともに、第２鍵Ｋ２を揮発性記憶手段２１に記憶する共有鍵分離手段２３と、第２鍵Ｋ２を第１鍵Ｋ１と同じ鍵長に拡張し、第３鍵Ｋ３として揮発性記憶手段２１に記憶する鍵拡張手段２４と、第１鍵Ｋ１と第３鍵Ｋ３との排他的論理和で暗号鍵Ｋ４を算出し、揮発性記憶手段２１に記憶する暗号鍵算出手段２５と、を備える。
【選択図】図２
【解決手段】暗号鍵生成装置２は、共有鍵Ｋ０を第１鍵Ｋ１と第２鍵Ｋ２とに分離し、第１鍵Ｋ１を不揮発性記憶手段２０に記憶するとともに、第２鍵Ｋ２を揮発性記憶手段２１に記憶する共有鍵分離手段２３と、第２鍵Ｋ２を第１鍵Ｋ１と同じ鍵長に拡張し、第３鍵Ｋ３として揮発性記憶手段２１に記憶する鍵拡張手段２４と、第１鍵Ｋ１と第３鍵Ｋ３との排他的論理和で暗号鍵Ｋ４を算出し、揮発性記憶手段２１に記憶する暗号鍵算出手段２５と、を備える。
【選択図】図２
【特許請求の範囲】
【請求項1】
量子鍵配送によって生成される送受信間で共有する共有鍵から、ワンタイムパッド暗号で使用する暗号鍵を生成する暗号鍵生成装置であって、
前記共有鍵を第１鍵と第２鍵とに分離し、前記第１鍵を不揮発性記憶手段に記憶するとともに、前記第２鍵を揮発性記憶手段に記憶する共有鍵分離手段と、
前記第２鍵を前記第１鍵と同じ鍵長に拡張し、第３鍵として揮発性記憶手段に記憶する鍵拡張手段と、
前記第１鍵と前記第３鍵との排他的論理和で前記暗号鍵を算出し、揮発性記憶手段に記憶する暗号鍵算出手段と、
を備えることを特徴とする暗号鍵生成装置。
前記共有鍵を第１鍵と第２鍵とに分離し、前記第１鍵を不揮発性記憶手段に記憶するとともに、前記第２鍵を揮発性記憶手段に記憶する共有鍵分離手段と、
前記第２鍵を前記第１鍵と同じ鍵長に拡張し、第３鍵として揮発性記憶手段に記憶する鍵拡張手段と、
前記第１鍵と前記第３鍵との排他的論理和で前記暗号鍵を算出し、揮発性記憶手段に記憶する暗号鍵算出手段と、
を備えることを特徴とする暗号鍵生成装置。
【請求項2】
前記共有鍵分離手段は、前記共有鍵を前記暗号鍵と同じ鍵長の前記第１鍵と前記第１鍵よりも鍵長の短い前記第２鍵とに分離することを特徴とする請求項１に記載の暗号鍵生成装置。
【請求項3】
量子鍵配送によって生成される送受信間で共有する共有鍵から、ワンタイムパッド暗号で使用する暗号鍵を生成するために、コンピュータを、
前記共有鍵を第１鍵と第２鍵とに分離し、前記第1鍵を不揮発性記憶手段に記憶するとともに、前記第２鍵を揮発性記憶手段に記憶する共有鍵分離手段、
前記第２鍵を前記第１鍵と同じ鍵長に拡張し、第３鍵として揮発性記憶手段に記憶する鍵拡張手段、
前記第１鍵と前記第３鍵との排他的論理和で前記暗号鍵を算出し、揮発性記憶手段に記憶する暗号鍵算出手段、
として機能させるための暗号鍵生成プログラム。
前記共有鍵を第１鍵と第２鍵とに分離し、前記第1鍵を不揮発性記憶手段に記憶するとともに、前記第２鍵を揮発性記憶手段に記憶する共有鍵分離手段、
前記第２鍵を前記第１鍵と同じ鍵長に拡張し、第３鍵として揮発性記憶手段に記憶する鍵拡張手段、
前記第１鍵と前記第３鍵との排他的論理和で前記暗号鍵を算出し、揮発性記憶手段に記憶する暗号鍵算出手段、
として機能させるための暗号鍵生成プログラム。
【請求項4】
量子鍵配送によって生成される送受信間で共有する共有鍵から、ワンタイムパッド暗号で使用する暗号鍵を生成する暗号鍵生成・消去方法であって、
共有鍵分離手段によって、前記共有鍵を第１鍵と第２鍵とに分離し、前記第1鍵を不揮発性記憶手段に記憶するとともに、前記第２鍵を揮発性記憶手段に記憶する共有鍵分離ステップと、
鍵拡張手段によって、前記第２鍵を前記第１鍵と同じ鍵長に拡張し、第３鍵として揮発性記憶手段に記憶する鍵拡張ステップと、
暗号鍵算出手段によって、前記第１鍵と前記第３鍵との排他的論理和で前記暗号鍵を算出し、揮発性記憶手段に記憶する暗号鍵算出ステップと、
暗号鍵出力手段によって、前記暗号鍵を使用した後、生成した各鍵を消去する鍵消去ステップと、
を含むことを特徴とする暗号鍵生成・消去方法。
共有鍵分離手段によって、前記共有鍵を第１鍵と第２鍵とに分離し、前記第1鍵を不揮発性記憶手段に記憶するとともに、前記第２鍵を揮発性記憶手段に記憶する共有鍵分離ステップと、
鍵拡張手段によって、前記第２鍵を前記第１鍵と同じ鍵長に拡張し、第３鍵として揮発性記憶手段に記憶する鍵拡張ステップと、
暗号鍵算出手段によって、前記第１鍵と前記第３鍵との排他的論理和で前記暗号鍵を算出し、揮発性記憶手段に記憶する暗号鍵算出ステップと、
暗号鍵出力手段によって、前記暗号鍵を使用した後、生成した各鍵を消去する鍵消去ステップと、
を含むことを特徴とする暗号鍵生成・消去方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、暗号鍵生成装置、暗号鍵生成プログラムおよび暗号鍵生成・消去方法に関する。
【背景技術】
【0002】
従来、情報理論的に安全な通信を実現するための技術として量子暗号がある。
量子暗号は、量子鍵配送（ＱＫＤ：Quantum Key Distribution）によるデータの送受信間での暗号鍵の共有と、ワンタイムパッド（ＯＴＰ：One Time Pad）暗号によるデータの送受信間でのデータの暗号化および復号の処理とで構成される。
量子鍵配送は、伝送媒体である光子の量子状態が、観測によって確率的に変化する性質を用いて、漏洩した情報量を見積もり、その結果に応じて暗号鍵（乱数）を生成する手法である（例えば、ＢＢ８４：非特許文献１参照）。
ワンタイムパッド暗号は、送信側で、データを暗号鍵（パッド）で暗号化し、受信側で、暗号化されたデータを暗号鍵で復号し、一度使用した暗号鍵を使用しない手法である。例えば、ＯＴＰ暗号の暗号化／復号処理として、伝送するデータの１ビット毎の暗号鍵との排他的論理和演算を送受信双方で実施するバーナム・ワンタイムパッドがある。
通常、量子暗号は、大量のデータを送信する場合、送信側と受信側とで事前に長時間かけて大量の暗号鍵を共有しておく。
量子暗号では、暗号鍵を大容量記憶媒体に記憶し、使用後、暗号鍵を消去することで、データの安全性を図っている。
量子暗号は、量子鍵配送（ＱＫＤ：Quantum Key Distribution）によるデータの送受信間での暗号鍵の共有と、ワンタイムパッド（ＯＴＰ：One Time Pad）暗号によるデータの送受信間でのデータの暗号化および復号の処理とで構成される。
量子鍵配送は、伝送媒体である光子の量子状態が、観測によって確率的に変化する性質を用いて、漏洩した情報量を見積もり、その結果に応じて暗号鍵（乱数）を生成する手法である（例えば、ＢＢ８４：非特許文献１参照）。
ワンタイムパッド暗号は、送信側で、データを暗号鍵（パッド）で暗号化し、受信側で、暗号化されたデータを暗号鍵で復号し、一度使用した暗号鍵を使用しない手法である。例えば、ＯＴＰ暗号の暗号化／復号処理として、伝送するデータの１ビット毎の暗号鍵との排他的論理和演算を送受信双方で実施するバーナム・ワンタイムパッドがある。
通常、量子暗号は、大量のデータを送信する場合、送信側と受信側とで事前に長時間かけて大量の暗号鍵を共有しておく。
量子暗号では、暗号鍵を大容量記憶媒体に記憶し、使用後、暗号鍵を消去することで、データの安全性を図っている。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【0003】
【非特許文献1】C. H. Bennett and G. Brassard, “Quantum cryptography: public-key distribution and coin tossing,” in Proceedings of the IEEE International Conference on Computers, Systems and Signal Processing (Institute of Electrical and Electronics Engineers, New York, 1984), pp. 175-179.
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
量子暗号のように、暗号鍵を大容量記憶媒体に記憶し、使用後、暗号鍵を削除する場合、従来の記憶媒体では、データ（暗号鍵）を消去することが困難である。
例えば、従来の大容量記憶媒体では、管理情報を消去するだけで、見かけ上消去しても、データを読み出すことが原理的に可能である場合が多い。具体的には、記憶媒体にプローブを当てて調べたり、管理情報を復旧させたりすることで、データを復元することが可能な場合がある。
例えば、従来の大容量記憶媒体では、管理情報を消去するだけで、見かけ上消去しても、データを読み出すことが原理的に可能である場合が多い。具体的には、記憶媒体にプローブを当てて調べたり、管理情報を復旧させたりすることで、データを復元することが可能な場合がある。
【0005】
また、記憶媒体のデータを消去するには、任意のデータで複数回上書きする手法があるが、量子暗号で使用する大容量記憶媒体では、上書きに非常に長い時間を要するため現実的ではない。
このように、従来の量子暗号における暗号鍵をそのまま記憶媒体に記憶する手法では、データ消去が不完全であるため、データ（暗号鍵）を記憶媒体から抽出することが可能であり、量子暗号による通信のセキュリティホールになってしまうという問題がある。
このように、従来の量子暗号における暗号鍵をそのまま記憶媒体に記憶する手法では、データ消去が不完全であるため、データ（暗号鍵）を記憶媒体から抽出することが可能であり、量子暗号による通信のセキュリティホールになってしまうという問題がある。
【0006】
そこで、本発明は、量子鍵配送によって生成される送受信間で共有する共有鍵から、安全に消去できる暗号鍵を生成することが可能な暗号鍵生成装置、暗号鍵生成プログラムおよび暗号鍵生成・消去方法を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【0007】
前記課題を解決するため、本発明に係る暗号鍵生成装置は、量子鍵配送によって生成される送受信間で共有する共有鍵から、ワンタイムパッド暗号で使用する暗号鍵を生成する暗号鍵生成装置であって、共有鍵分離手段と、鍵拡張手段と、暗号鍵算出手段と、を備える構成とした。
【0008】
かかる構成において、暗号鍵生成装置は、共有鍵分離手段によって、共有鍵を第１鍵と第２鍵とに分離し、第１鍵を不揮発性記憶手段に記憶するとともに、第２鍵を揮発性記憶手段に記憶する。第２鍵は、電源が消えた場合、完全に消去可能な記憶手段に記憶されることになる。なお、第１鍵については、不揮発性記憶手段に記憶することで、停電が発生しても、そのまま利用することが可能になる。
【0009】
そして、暗号鍵生成装置は、鍵拡張手段によって、第２鍵を第１鍵と同じ鍵長に拡張し、第３鍵として揮発性記憶手段に記憶する。第３鍵は、電源が消えた場合、完全に消去可能な記憶手段に記憶されることになる。
【0010】
そして、暗号鍵生成装置は、暗号鍵算出手段によって、第１鍵と第３鍵との排他的論理和で暗号鍵を算出し、揮発性記憶手段に記憶する。暗号鍵は、電源が消えた場合、完全に消去可能な記憶手段に記憶されることになる。
これによって、暗号鍵生成装置は、電源を消すことで、暗号鍵および暗号鍵を生成するための共有鍵の一部を完全に消去することができる。
これによって、暗号鍵生成装置は、電源を消すことで、暗号鍵および暗号鍵を生成するための共有鍵の一部を完全に消去することができる。
【0011】
また、前記課題を解決するため、本発明に係る暗号鍵生成プログラムは、量子鍵配送によって生成される送受信間で共有する共有鍵から、ワンタイムパッド暗号で使用する暗号鍵を生成するために、コンピュータを、共有鍵分離手段、鍵拡張手段、暗号鍵算出手段、として機能させる構成とした。
【0012】
かかる構成において、暗号鍵生成プログラムは、共有鍵分離手段によって、共有鍵を第１鍵と第２鍵とに分離し、第１鍵を不揮発性記憶手段に記憶するとともに、第２鍵を揮発性記憶手段に記憶する。
そして、暗号鍵生成プログラムは、鍵拡張手段によって、第２鍵を第１鍵と同じ鍵長に拡張し、第３鍵として揮発性記憶手段に記憶する。
そして、暗号鍵生成装置は、暗号鍵算出手段によって、第１鍵と第３鍵との排他的論理和で暗号鍵を算出し、揮発性記憶手段に記憶する。
そして、暗号鍵生成プログラムは、鍵拡張手段によって、第２鍵を第１鍵と同じ鍵長に拡張し、第３鍵として揮発性記憶手段に記憶する。
そして、暗号鍵生成装置は、暗号鍵算出手段によって、第１鍵と第３鍵との排他的論理和で暗号鍵を算出し、揮発性記憶手段に記憶する。
【0013】
また、前記課題を解決するため、本発明に係る暗号鍵生成・消去方法は、量子鍵配送によって生成される送受信間で共有する共有鍵から、ワンタイムパッド暗号で使用する暗号鍵を生成する暗号鍵生成・消去方法であって、共有鍵分離ステップと、鍵拡張ステップと、暗号鍵算出ステップと、鍵消去ステップと、を含む手順とした。
【0014】
かかる手順において、暗号鍵生成・消去方法は、共有鍵分離ステップで、共有鍵分離手段によって、共有鍵を第１鍵と第２鍵とに分離し、第１鍵を不揮発性記憶手段に記憶するとともに、第２鍵を揮発性記憶手段に記憶する。
そして、暗号鍵生成・消去方法は、鍵拡張ステップで、鍵拡張手段によって、第２鍵を第１鍵と同じ鍵長に拡張し、第３鍵として揮発性記憶手段に記憶する。
そして、暗号鍵生成・消去方法は、暗号鍵算出ステップで、暗号鍵算出手段によって、第１鍵と第３鍵との排他的論理和で暗号鍵を算出し、揮発性記憶手段に記憶する。
さらに、暗号鍵生成・消去方法は、鍵消去ステップで、暗号鍵出力手段によって、暗号鍵を使用した後、生成した各鍵を消去する。
そして、暗号鍵生成・消去方法は、鍵拡張ステップで、鍵拡張手段によって、第２鍵を第１鍵と同じ鍵長に拡張し、第３鍵として揮発性記憶手段に記憶する。
そして、暗号鍵生成・消去方法は、暗号鍵算出ステップで、暗号鍵算出手段によって、第１鍵と第３鍵との排他的論理和で暗号鍵を算出し、揮発性記憶手段に記憶する。
さらに、暗号鍵生成・消去方法は、鍵消去ステップで、暗号鍵出力手段によって、暗号鍵を使用した後、生成した各鍵を消去する。
【発明の効果】
【0015】
本発明は、以下に示す優れた効果を奏するものである。
本発明によれば、電源を消すことで、暗号鍵および暗号鍵を生成するための共有鍵の一部を完全に消去することができる。これによって、本発明は、量子鍵配送によって生成される共有鍵から、安全に消去可能な暗号鍵を生成することができる。
本発明によれば、電源を消すことで、暗号鍵および暗号鍵を生成するための共有鍵の一部を完全に消去することができる。これによって、本発明は、量子鍵配送によって生成される共有鍵から、安全に消去可能な暗号鍵を生成することができる。
【図面の簡単な説明】
【0016】
【図1】本発明の実施形態に係る暗号鍵生成装置を含む量子暗号システムの構成を説明するための全体構成図である。
【図2】本発明の実施形態に係る暗号鍵生成装置の構成を示す機能ブロック図である。
【図4A】本発明の実施形態に係る暗号鍵生成装置の暗号鍵生成動作（暗号鍵生成方法）を示すフローチャートである。
【図4B】本発明の実施形態に係る暗号鍵生成装置の暗号鍵出力動作（暗号鍵消去方法）を示すフローチャートである。
【図5A】本発明の実施形態に係る暗号鍵生成装置を含む量子暗号システムの変形例（その１）を説明するための概要図である。
【図5B】本発明の実施形態に係る暗号鍵生成装置を含む量子暗号システムの変形例（その２）を説明するための概要図である。
【発明を実施するための形態】
【0017】
以下、図面を参照して本発明に係る暗号鍵生成装置、暗号鍵生成プログラムおよび暗号鍵生成・消去方法を実施するための形態について詳細に説明する。
【0018】
≪量子暗号システム≫
図１を参照して、本発明の実施形態に係る暗号鍵生成装置を含む量子暗号システムの全体構成について説明する。図１は、本発明の実施形態に係る暗号鍵生成装置を含む量子暗号システムの構成を説明するための全体構成図である。
図１を参照して、本発明の実施形態に係る暗号鍵生成装置を含む量子暗号システムの全体構成について説明する。図１は、本発明の実施形態に係る暗号鍵生成装置を含む量子暗号システムの構成を説明するための全体構成図である。
【0019】
量子暗号システム１００は、量子鍵配送（ＱＫＤ）で順次生成される共有鍵から暗号鍵を生成し、データ（平文）を暗号化して、送信機３から受信機４に送信する量子暗号のシステムである。
量子暗号システム１００は、データの送信側の装置として、量子鍵配送装置１（１Ｓ）と、暗号鍵生成装置２（２Ｓ）と、送信機３とを備え、データの受信側の装置として、量子鍵配送装置１（１Ｒ）と、暗号鍵生成装置２（２Ｒ）と、受信機４とを備える。なお、量子鍵配送装置１Ｓおよび量子鍵配送装置１Ｒ、ならびに、暗号鍵生成装置２Ｓおよび暗号鍵生成装置２Ｒは、それぞれ同一の装置であるが、送信側と受信側とで区別するため、“Ｓ”，“Ｒ”の符号を付加している。
量子暗号システム１００は、データの送信側の装置として、量子鍵配送装置１（１Ｓ）と、暗号鍵生成装置２（２Ｓ）と、送信機３とを備え、データの受信側の装置として、量子鍵配送装置１（１Ｒ）と、暗号鍵生成装置２（２Ｒ）と、受信機４とを備える。なお、量子鍵配送装置１Ｓおよび量子鍵配送装置１Ｒ、ならびに、暗号鍵生成装置２Ｓおよび暗号鍵生成装置２Ｒは、それぞれ同一の装置であるが、送信側と受信側とで区別するため、“Ｓ”，“Ｒ”の符号を付加している。
【0020】
量子鍵配送装置１（１Ｓ，１Ｒ）は、量子鍵配送（ＱＫＤ）により乱数列の鍵を共有するものである。量子鍵配送は、量子鍵配送装置１Ｓと量子鍵配送装置１Ｒとの間で、光ファイバを介して、光子パルスを送受信し、安全かつ誤りのない予め定めたデータ長の乱数列を鍵蒸留により取り出すことで、鍵（以下、共有鍵Ｋ０という）を共有する手法である。共有鍵Ｋ０の鍵長は、後記する送信機３および受信機４で使用する暗号鍵Ｋ４よりも長いこととする。
なお、量子鍵配送は、公知の技術であるため、ここでは、詳細な説明を省略する。
量子鍵配送装置１（１Ｓ，１Ｒ）は、順次生成する共有鍵Ｋ０を暗号鍵生成装置２（２Ｓ，２Ｒ）に出力する。
なお、量子鍵配送は、公知の技術であるため、ここでは、詳細な説明を省略する。
量子鍵配送装置１（１Ｓ，１Ｒ）は、順次生成する共有鍵Ｋ０を暗号鍵生成装置２（２Ｓ，２Ｒ）に出力する。
【0021】
暗号鍵生成装置２（２Ｓ，２Ｒ）は、量子鍵配送装置１（１Ｓ，１Ｒ）で生成される共有鍵から、データの暗号化および復号を行うための暗号鍵Ｋ４を生成するものである。なお、量子暗号システム１００の暗号方式は、量子暗号により一度使用した暗号鍵を使用しない暗号方式である。そのため、暗号鍵生成装置２は、生成した暗号鍵Ｋ４を複数蓄積する機能を有する。
【0022】
暗号鍵生成装置２は、量子鍵配送装置１で順次生成される共有鍵Ｋ０を、第１鍵Ｋ１と第２鍵Ｋ２とに分離する。なお、第１鍵Ｋ１の鍵長は、後記する送信機３および受信機４で使用する暗号鍵Ｋ４と同じ長さである。そして、暗号鍵生成装置２は、第１鍵Ｋ１を不揮発性記憶媒体（例えば、ＳＲＡＭ〔Static Random Access Memory〕、ＳＳＤ〔Solid State Drive〕等）に記憶する。また、暗号鍵生成装置２は、第２鍵Ｋ２を揮発性記憶媒体（例えば、ＤＲＡＭ〔Dynamic Random Access Memory〕等に記憶する。
【0023】
暗号鍵生成装置２は、第２鍵Ｋ２の鍵長を第１鍵Ｋ１と同じになるように鍵拡張した第３鍵Ｋ３を生成し、揮発性記憶媒体（ＤＲＡＭ）に記憶する。そして、暗号鍵生成装置２は、第１鍵Ｋ１と第３鍵Ｋ３とで排他的論理和演算を行うことで暗号鍵Ｋ４を生成し、揮発性記憶媒体（ＤＲＡＭ）に記憶する。
そして、暗号鍵生成装置２は、ワンタイムパッドとして、暗号鍵Ｋ４を送信機３，受信機４に出力する。
暗号鍵生成装置２は、暗号鍵Ｋ４を出力後、暗号鍵Ｋ４と、暗号鍵Ｋ４を生成するために使用した第１鍵Ｋ１、第２鍵Ｋ２および第３鍵Ｋ３とを削除する。
なお、暗号鍵生成装置２の構成および動作についての詳細は後記する。
そして、暗号鍵生成装置２は、ワンタイムパッドとして、暗号鍵Ｋ４を送信機３，受信機４に出力する。
暗号鍵生成装置２は、暗号鍵Ｋ４を出力後、暗号鍵Ｋ４と、暗号鍵Ｋ４を生成するために使用した第１鍵Ｋ１、第２鍵Ｋ２および第３鍵Ｋ３とを削除する。
なお、暗号鍵生成装置２の構成および動作についての詳細は後記する。
【0024】
送信機３は、平文のデータを暗号化して、受信機４に送信するものである。
送信機３は、暗号鍵生成装置２Ｓから出力される暗号鍵Ｋ４と、暗号鍵Ｋ４と同じビット長のデータとの間で排他的論理和演算を行うことで、データを暗号化する。
ここでは、送信機３は、データを暗号鍵Ｋ４（パッド）で暗号化し、一度使用した暗号鍵Ｋ４を使用しないワンタイムパッド（ＯＴＰ）暗号によりデータを暗号化する。
送信機３は、暗号化したデータ（暗号文）を、データ通信回線を介して、受信機４に送信する。
送信機３は、暗号鍵生成装置２Ｓから出力される暗号鍵Ｋ４と、暗号鍵Ｋ４と同じビット長のデータとの間で排他的論理和演算を行うことで、データを暗号化する。
ここでは、送信機３は、データを暗号鍵Ｋ４（パッド）で暗号化し、一度使用した暗号鍵Ｋ４を使用しないワンタイムパッド（ＯＴＰ）暗号によりデータを暗号化する。
送信機３は、暗号化したデータ（暗号文）を、データ通信回線を介して、受信機４に送信する。
【0025】
受信機４は、暗号化されたデータ（暗号文）を、送信機３から受信し、元のデータ（平文）に復号するものである、
受信機４は、暗号鍵生成装置２Ｒから出力される暗号鍵生成装置２Ｓと共有している暗号鍵Ｋ４と、暗号鍵Ｋ４と同じビット長のデータとの間で排他的論理和演算を行うことで、データを復号する。
ここでは、受信機４は、暗号化されたデータ（暗号文）を暗号鍵Ｋ４（パッド）で復号し、一度使用した暗号鍵Ｋ４を使用しないワンタイムパッド（ＯＴＰ）暗号によりデータを復号する。
受信機４は、暗号鍵生成装置２Ｒから出力される暗号鍵生成装置２Ｓと共有している暗号鍵Ｋ４と、暗号鍵Ｋ４と同じビット長のデータとの間で排他的論理和演算を行うことで、データを復号する。
ここでは、受信機４は、暗号化されたデータ（暗号文）を暗号鍵Ｋ４（パッド）で復号し、一度使用した暗号鍵Ｋ４を使用しないワンタイムパッド（ＯＴＰ）暗号によりデータを復号する。
【0026】
以上説明したように、量子暗号システム１００は、量子鍵配送（ＱＫＤ）で順次生成される共有鍵Ｋ０を、データを暗号化／復号するための暗号鍵とせずに、暗号鍵生成装置２が共有鍵Ｋ０から生成した暗号鍵Ｋ４を用いることとした。
なお、第３鍵Ｋ３は、第２鍵を単に拡張しただけであるため、鍵としては計算量的安全性しか有さない。しかし、共有鍵Ｋ０から分離した第１鍵Ｋ１と第３鍵Ｋ３とを排他的論理和演算することで生成された暗号鍵Ｋ４は、第１鍵Ｋ１が量子鍵配送で生成された鍵の一部であるため、情報理論的安全性を有することになる。そのため、量子暗号システム１００は、データの安全性を担保することができる。
なお、第３鍵Ｋ３は、第２鍵を単に拡張しただけであるため、鍵としては計算量的安全性しか有さない。しかし、共有鍵Ｋ０から分離した第１鍵Ｋ１と第３鍵Ｋ３とを排他的論理和演算することで生成された暗号鍵Ｋ４は、第１鍵Ｋ１が量子鍵配送で生成された鍵の一部であるため、情報理論的安全性を有することになる。そのため、量子暗号システム１００は、データの安全性を担保することができる。
【0027】
また、暗号鍵生成装置２は、共有鍵Ｋ０を第１鍵Ｋ１と第２鍵Ｋ２とに分離し、第１鍵Ｋ１を不揮発性記憶媒体、第２鍵を揮発性記憶媒体に記憶するともに、順次生成する第３鍵および暗号鍵Ｋ４を揮発性記憶媒体に記憶する。
これによって、暗号鍵生成装置２は、電源を消すことで、第２鍵Ｋ２、第３鍵Ｋ３および暗号鍵Ｋ４を完全消去することができる。たとえ、不揮発性記憶媒体に記憶されている第１鍵Ｋ１が漏洩しても、第３鍵Ｋ３を推定することは困難であるため、暗号鍵Ｋ４の漏洩を防止することができる。
これによって、暗号鍵生成装置２は、電源を消すことで、第２鍵Ｋ２、第３鍵Ｋ３および暗号鍵Ｋ４を完全消去することができる。たとえ、不揮発性記憶媒体に記憶されている第１鍵Ｋ１が漏洩しても、第３鍵Ｋ３を推定することは困難であるため、暗号鍵Ｋ４の漏洩を防止することができる。
【0028】
＜暗号鍵生成装置の構成＞
次に、図２を参照（適宜図１参照）して、本発明の実施形態に係る暗号鍵生成装置の構成について説明する。図２は、本発明の実施形態に係る暗号鍵生成装置の構成を示す機能ブロック図である。
次に、図２を参照（適宜図１参照）して、本発明の実施形態に係る暗号鍵生成装置の構成について説明する。図２は、本発明の実施形態に係る暗号鍵生成装置の構成を示す機能ブロック図である。
【0029】
暗号鍵生成装置２は、不揮発性記憶手段２０と、揮発性記憶手段２１と、共有鍵入力手段２２と、共有鍵分離手段２３と、鍵拡張手段２４と、暗号鍵算出手段２５と、暗号鍵出力手段２６と、を備える。
【0030】
不揮発性記憶手段２０は、データを記憶するメモリであって、電源が供給されなくなってもデータを保持することが可能な不揮発性のメモリである。例えば、不揮発性記憶手段２０は、ＳＲＡＭ等で構成することができる。
ここでは、不揮発性記憶手段２０は、共有鍵分離手段２３で分離された第１鍵Ｋ１を第１鍵記憶領域２０ａに記憶する。なお、不揮発性記憶手段２０には、第１鍵Ｋ１のみを記憶するため、不揮発性記憶手段２０のメモリ全体が第１鍵記憶領域２０ａに相当する。
不揮発性記憶手段２０に記憶された第１鍵Ｋ１は、暗号鍵算出手段２５によって、順次、読み出される。
なお、不揮発性記憶手段２０は、図示を省略したメモリコントローラによって、データの書き込み、読み出し、消去が行われる。
ここでは、不揮発性記憶手段２０は、共有鍵分離手段２３で分離された第１鍵Ｋ１を第１鍵記憶領域２０ａに記憶する。なお、不揮発性記憶手段２０には、第１鍵Ｋ１のみを記憶するため、不揮発性記憶手段２０のメモリ全体が第１鍵記憶領域２０ａに相当する。
不揮発性記憶手段２０に記憶された第１鍵Ｋ１は、暗号鍵算出手段２５によって、順次、読み出される。
なお、不揮発性記憶手段２０は、図示を省略したメモリコントローラによって、データの書き込み、読み出し、消去が行われる。
【0031】
揮発性記憶手段２１は、電源を供給している間、データを保持することが可能な揮発性のメモリである。例えば、揮発性記憶手段２１は、ＤＲＡＭ等で構成することができる。
ここでは、揮発性記憶手段２１は、共有鍵分離手段２３で分離された第２鍵Ｋ２を第２鍵記憶領域２１ａに記憶する。また、揮発性記憶手段２１は、鍵拡張手段２４で生成された第３鍵Ｋ３を第３鍵記憶領域２１ｂに記憶する。また、揮発性記憶手段２１は、暗号鍵算出手段２５で生成された暗号鍵Ｋ４を暗号鍵記憶領域２１ｃに記憶する。
ここでは、揮発性記憶手段２１は、共有鍵分離手段２３で分離された第２鍵Ｋ２を第２鍵記憶領域２１ａに記憶する。また、揮発性記憶手段２１は、鍵拡張手段２４で生成された第３鍵Ｋ３を第３鍵記憶領域２１ｂに記憶する。また、揮発性記憶手段２１は、暗号鍵算出手段２５で生成された暗号鍵Ｋ４を暗号鍵記憶領域２１ｃに記憶する。
【0032】
揮発性記憶手段２１に記憶された第２鍵Ｋ２は、鍵拡張手段２４によって、順次、読み出される。また、揮発性記憶手段２１に記憶された第３鍵Ｋ３は、暗号鍵算出手段２５によって、順次、読み出される。また、揮発性記憶手段２１に記憶された暗号鍵Ｋ４は、暗号鍵出力手段２６によって、順次、読み出される。
なお、揮発性記憶手段２１は、図示を省略したメモリコントローラによって、データの書き込み、読み出し、消去が行われる。
なお、揮発性記憶手段２１は、図示を省略したメモリコントローラによって、データの書き込み、読み出し、消去が行われる。
【0033】
共有鍵入力手段２２は、量子鍵配送装置１によって共有された共有鍵Ｋ０を順次入力するものである。
共有鍵入力手段２２は、入力した共有鍵Ｋ０を、順次、共有鍵分離手段２３に出力する。
共有鍵入力手段２２は、入力した共有鍵Ｋ０を、順次、共有鍵分離手段２３に出力する。
【0034】
共有鍵分離手段２３は、共有鍵入力手段２２で入力された共有鍵Ｋ０を、第１鍵Ｋ１と第２鍵Ｋ２とに分離するものである。共有鍵Ｋ０をどのように分離するかは、予めデータの送受信側の暗号鍵生成装置２（２Ｓ，２Ｒ）で共通とする。例えば、共有鍵分離手段２３は、共有鍵Ｋ０の予め定めたビット位置から、データを抽出して第２鍵Ｋ２とし、残りを第１鍵Ｋ１とする。
【0035】
共有鍵分離手段２３は、分離した第１鍵Ｋ１を、連続するインデックスに対応付けて不揮発性記憶手段２０の第１鍵記憶領域２０ａに書き込み記憶する。また、共有鍵分離手段２３は、分離した第２鍵Ｋ２を、第１鍵Ｋ１と同じインデックスと対応付けて揮発性記憶手段２１の第２鍵記憶領域２１ａに書き込み記憶する。
【0036】
なお、共有鍵分離手段２３は、共有鍵Ｋ０を、第１鍵Ｋ１と第２鍵Ｋ２とに分離する際に、図３Ａに示すように、第１鍵Ｋ１を、第２鍵Ｋ２に対して十分長くすることが好ましい。例えば、第２鍵Ｋ２は、共有鍵Ｋ０の１／１０以下、より好ましくは１／１００以下とする。これは、量子鍵配送により生成された共有鍵Ｋ０の大部分である第１鍵Ｋ１を、不揮発性記憶手段２０に記憶することで、停電時によるデータ喪失を最小限に抑えるためである。
共有鍵分離手段２３は、第２鍵Ｋ２を揮発性記憶手段２１に記憶した旨を鍵拡張手段２４に通知する。
共有鍵分離手段２３は、第２鍵Ｋ２を揮発性記憶手段２１に記憶した旨を鍵拡張手段２４に通知する。
【0037】
鍵拡張手段２４は、揮発性記憶手段２１に記憶された第２鍵Ｋ２を、第１鍵Ｋ１と同じ鍵長に拡張するものである。すなわち、鍵拡張手段２４は、図３Ｂに示すように、短い鍵長の第２鍵Ｋ２を、第１鍵Ｋ１と同じ鍵長に拡張して第３鍵Ｋ３を生成する。
例えば、鍵拡張手段２４は、共通鍵暗号方式（ＡＥＳ：Advanced Encryption Standard）の鍵拡張手法を用いて、鍵長を拡張することができる。
鍵拡張手段２４は、第２鍵Ｋ２の鍵長を拡張した第３鍵Ｋ３を、第２鍵Ｋ２と同じインデックスと対応付けて揮発性記憶手段２１の第３鍵記憶領域２１ｂに書き込み記憶する。
鍵拡張手段２４は、第３鍵Ｋ３を揮発性記憶手段２１に記憶した旨を暗号鍵算出手段２５に通知する。
例えば、鍵拡張手段２４は、共通鍵暗号方式（ＡＥＳ：Advanced Encryption Standard）の鍵拡張手法を用いて、鍵長を拡張することができる。
鍵拡張手段２４は、第２鍵Ｋ２の鍵長を拡張した第３鍵Ｋ３を、第２鍵Ｋ２と同じインデックスと対応付けて揮発性記憶手段２１の第３鍵記憶領域２１ｂに書き込み記憶する。
鍵拡張手段２４は、第３鍵Ｋ３を揮発性記憶手段２１に記憶した旨を暗号鍵算出手段２５に通知する。
【0038】
暗号鍵算出手段２５は、第１鍵Ｋ１と第３鍵Ｋ３との排他的論理和で暗号鍵Ｋ４を算出するものである。
具体的には、暗号鍵算出手段２５は、図３Ｃに示すように、不揮発性記憶手段２０に記憶されている第１鍵Ｋ１と、揮発性記憶手段２１に記憶されている、第１鍵Ｋ１とインデックスが同じ第３鍵Ｋ３とで、排他的論理和演算を行うことで、暗号鍵Ｋ４を算出する。
暗号鍵算出手段２５は、算出した暗号鍵Ｋ４を、第１鍵Ｋ１と同じインデックスと対応付けて揮発性記憶手段２１の暗号鍵記憶領域２１ｃに書き込み記憶する。
なお、第３鍵Ｋ３は、計算量的安全性しか有さない。しかし、第３鍵Ｋ３と第１鍵Ｋ１との間で排他的論理和演算を行うことで、生成される暗号鍵Ｋ４は、情報理論的安全性を有することになる。
具体的には、暗号鍵算出手段２５は、図３Ｃに示すように、不揮発性記憶手段２０に記憶されている第１鍵Ｋ１と、揮発性記憶手段２１に記憶されている、第１鍵Ｋ１とインデックスが同じ第３鍵Ｋ３とで、排他的論理和演算を行うことで、暗号鍵Ｋ４を算出する。
暗号鍵算出手段２５は、算出した暗号鍵Ｋ４を、第１鍵Ｋ１と同じインデックスと対応付けて揮発性記憶手段２１の暗号鍵記憶領域２１ｃに書き込み記憶する。
なお、第３鍵Ｋ３は、計算量的安全性しか有さない。しかし、第３鍵Ｋ３と第１鍵Ｋ１との間で排他的論理和演算を行うことで、生成される暗号鍵Ｋ４は、情報理論的安全性を有することになる。
【0039】
暗号鍵出力手段２６は、外部から指示されることで、揮発性記憶手段２１に記憶されている暗号鍵Ｋ４を順次読み出して外部に出力するものである。データの送信側の暗号鍵生成装置２Ｓの場合、暗号鍵算出手段２５は、読み出した暗号鍵Ｋ４を送信機３に出力する。また、データの受信側の暗号鍵生成装置２Ｒの場合、暗号鍵算出手段２５は、読み出した暗号鍵Ｋ４を受信機４に出力する。
【0040】
暗号鍵出力手段２６は、暗号鍵Ｋ４を出力後、すなわち、暗号鍵Ｋ４を使用後、インデックスが同じ第１鍵Ｋ１、第２鍵Ｋ２、第３鍵Ｋ３および暗号鍵Ｋ４を削除（消去）する。
ここでは、暗号鍵出力手段２６は、図示を省略したメモリコントローラを介して、第１鍵Ｋ１、第２鍵Ｋ２、第３鍵Ｋ３および暗号鍵Ｋ４を削除する。
ここでは、暗号鍵出力手段２６は、図示を省略したメモリコントローラを介して、第１鍵Ｋ１、第２鍵Ｋ２、第３鍵Ｋ３および暗号鍵Ｋ４を削除する。
【0041】
ただし、管理上、各鍵を削除しても、データとしてメモリ上に残存する場合があり、プローブ攻撃等によって、暗号鍵Ｋ４が漏洩する場合がある。そこで、暗号鍵生成装置２は、送信機３から受信機４へのデータ伝送が完了した後、電源を消すこととする。これによって、揮発性記憶手段２１に記憶されていた第２鍵Ｋ２、第３鍵Ｋ３および暗号鍵Ｋ４は完全に消去される。また、不揮発性記憶手段２０には、第１鍵Ｋ１が残存する可能性があるが、第１鍵Ｋ１が漏洩しても、第３鍵Ｋ３を推定することは困難であるため、暗号鍵Ｋ４の漏洩を防止することができる。
【0042】
なお、暗号鍵生成装置２は、第２鍵Ｋ２、第３鍵Ｋ３および暗号鍵Ｋ４を、揮発性記憶手段２１に記憶するため、停電等で電源が喪失した場合、第２鍵Ｋ２、第３鍵Ｋ３および暗号鍵Ｋ４が消去される。しかし、量子鍵配送（ＱＫＤ）で共有した共有鍵Ｋ０の大部分は、第１鍵Ｋ１として保持される。すなわち、予期せぬ電源喪失後、電源が復旧した場合、暗号鍵生成装置２Ｓ，２Ｒ間で、第２鍵Ｋ２のみを共有し直せばよい。
【0043】
例えば、暗号鍵生成装置２は、電源復旧後、復旧した暗号鍵生成装置２の第１鍵記憶領域２０ａに保存され、暗号鍵生成装置２Ｓ，２Ｒ間で共有している第１鍵Ｋ１を乱数源とし、予め定めたビット位置から第２鍵Ｋ２を生成し、第３鍵Ｋ３、暗号鍵Ｋ４を順次生成すればよい。
また、例えば、量子鍵配送装置１Ｓ，１Ｒによって第２鍵Ｋ２の鍵長の乱数列を量子鍵配送により生成し、暗号鍵生成装置２Ｓ，２Ｒに出力することとしてもよい。その場合、共有鍵分離手段２３は、入力した鍵を分離せず、揮発性記憶手段２１の第２鍵記憶領域２１ａに記憶し、第３鍵Ｋ３、暗号鍵Ｋ４を順次生成すればよい。
また、例えば、量子鍵配送装置１Ｓ，１Ｒによって第２鍵Ｋ２の鍵長の乱数列を量子鍵配送により生成し、暗号鍵生成装置２Ｓ，２Ｒに出力することとしてもよい。その場合、共有鍵分離手段２３は、入力した鍵を分離せず、揮発性記憶手段２１の第２鍵記憶領域２１ａに記憶し、第３鍵Ｋ３、暗号鍵Ｋ４を順次生成すればよい。
【0044】
＜暗号鍵生成装置の動作＞
次に、図４Ａを参照（構成については、適宜図２参照）して、本発明の実施形態に係る暗号鍵生成装置の暗号鍵生成動作（暗号鍵生成方法）について説明する。図４Ａは、本発明の実施形態に係る暗号鍵生成装置の暗号鍵生成動作（暗号鍵生成方法）を示すフローチャートである。
次に、図４Ａを参照（構成については、適宜図２参照）して、本発明の実施形態に係る暗号鍵生成装置の暗号鍵生成動作（暗号鍵生成方法）について説明する。図４Ａは、本発明の実施形態に係る暗号鍵生成装置の暗号鍵生成動作（暗号鍵生成方法）を示すフローチャートである。
【0045】
ステップＳ１において、共有鍵入力手段２２は、量子鍵配送装置１によって共有された共有鍵Ｋ０を入力する。
ステップＳ２において、共有鍵分離手段２３は、ステップＳ１で入力された共有鍵Ｋ０を、第１鍵Ｋ１と第２鍵Ｋ２とに分離する。このとき、共有鍵分離手段２３は、第１鍵Ｋ１を、第２鍵Ｋ２に対して十分長くする。
ステップＳ２において、共有鍵分離手段２３は、ステップＳ１で入力された共有鍵Ｋ０を、第１鍵Ｋ１と第２鍵Ｋ２とに分離する。このとき、共有鍵分離手段２３は、第１鍵Ｋ１を、第２鍵Ｋ２に対して十分長くする。
【0046】
ステップＳ３において、共有鍵分離手段２３は、ステップＳ２で分離した第１鍵Ｋ１を、連続するインデックスに対応付けて不揮発性記憶手段２０の第１鍵記憶領域２０ａに書き込み記憶する。
ステップＳ４において、共有鍵分離手段２３は、ステップＳ２で分離した第２鍵Ｋ２を、第１鍵Ｋ１と同じインデックスと対応付けて揮発性記憶手段２１の第２鍵記憶領域２１ａに書き込み記憶する。
なお、ステップＳ３とステップＳ４とは、動作順序を入れ替えてもよい。
ステップＳ４において、共有鍵分離手段２３は、ステップＳ２で分離した第２鍵Ｋ２を、第１鍵Ｋ１と同じインデックスと対応付けて揮発性記憶手段２１の第２鍵記憶領域２１ａに書き込み記憶する。
なお、ステップＳ３とステップＳ４とは、動作順序を入れ替えてもよい。
【0047】
ステップＳ５において、鍵拡張手段２４は、ステップＳ４で揮発性記憶手段２１に記憶された第２鍵Ｋ２を第１鍵Ｋ１と同じ鍵長に拡張して、第３鍵Ｋ３を生成する。
ステップＳ６において、鍵拡張手段２４は、ステップＳ５で生成した第３鍵Ｋ３を、第２鍵Ｋ２と同じインデックスと対応付けて揮発性記憶手段２１の第３鍵記憶領域２１ｂに書き込み記憶する。
ステップＳ６において、鍵拡張手段２４は、ステップＳ５で生成した第３鍵Ｋ３を、第２鍵Ｋ２と同じインデックスと対応付けて揮発性記憶手段２１の第３鍵記憶領域２１ｂに書き込み記憶する。
【0048】
ステップＳ７において、暗号鍵算出手段２５は、ステップＳ３で不揮発性記憶手段２０に記憶された第１鍵Ｋ１と、ステップＳ６で揮発性記憶手段２１に記憶された第３鍵Ｋ３とで、排他的論理和演算を行うことで、暗号鍵Ｋ４を生成する。このとき、暗号鍵算出手段２５は、同じインデックスで対応する第１鍵Ｋ１と第３鍵Ｋ３とから暗号鍵Ｋ４を生成する。
【0049】
ステップＳ８において、暗号鍵算出手段２５は、ステップＳ７で生成された暗号鍵Ｋ４を、第１鍵Ｋ１と同じインデックスと対応付けて揮発性記憶手段２１の暗号鍵記憶領域２１ｃに書き込み記憶する。
【0050】
ステップＳ９において、暗号鍵算出手段２５は、所定数の暗号鍵Ｋ４を生成したか否かを判定する。なお、暗号鍵Ｋ４の所定数は、伝送するデータ長に依存して、予め設定された数である。
【0051】
ここで、暗号鍵Ｋ４の数が所定数に満たない場合（ステップＳ９でＮｏ）、暗号鍵生成装置２は、ステップＳ１に戻って動作を継続する。
一方、暗号鍵Ｋ４の数が所定数に達した場合（ステップＳ９でＹｅｓ）、暗号鍵生成装置２は、暗号鍵の生成動作を終了する。
これによって、揮発性記憶手段２１には、所定数の暗号鍵Ｋ４が記憶されることになる。
一方、暗号鍵Ｋ４の数が所定数に達した場合（ステップＳ９でＹｅｓ）、暗号鍵生成装置２は、暗号鍵の生成動作を終了する。
これによって、揮発性記憶手段２１には、所定数の暗号鍵Ｋ４が記憶されることになる。
【0052】
次に、図４Ｂを参照（構成については、適宜図２参照）して、本発明の実施形態に係る暗号鍵生成装置の暗号鍵出力動作（暗号鍵消去方法）について説明する。図４Ｂは、本発明の実施形態に係る暗号鍵生成装置の暗号鍵出力動作（暗号鍵消去方法）を示すフローチャートである。
すなわち、図４Ｂの動作は、図４Ａの動作で暗号鍵が生成され、揮発性記憶手段２１に蓄積された後、外部からの指示で暗号鍵を出力する動作である。
すなわち、図４Ｂの動作は、図４Ａの動作で暗号鍵が生成され、揮発性記憶手段２１に蓄積された後、外部からの指示で暗号鍵を出力する動作である。
【0053】
ステップＳ１０において、暗号鍵出力手段２６は、揮発性記憶手段２１に記憶されている暗号鍵Ｋ４をインデックスの順に読み出す。
ステップＳ１１において、暗号鍵出力手段２６は、ステップＳ１０で読み出した暗号鍵Ｋ４を、外部（送信機３または受信機４）に出力する。
ステップＳ１１において、暗号鍵出力手段２６は、ステップＳ１０で読み出した暗号鍵Ｋ４を、外部（送信機３または受信機４）に出力する。
【0054】
ステップＳ１２において、暗号鍵出力手段２６は、ステップＳ１１で暗号鍵Ｋ４を出力後、インデックスが同じ第１鍵Ｋ１、第２鍵Ｋ２、第３鍵Ｋ３および暗号鍵Ｋ４を削除する。
【0055】
ステップＳ１３において、暗号鍵出力手段２６は、所定数の暗号鍵Ｋ４を出力したか否かを判定する。なお、暗号鍵Ｋ４の所定数は、伝送するデータ長に依存して、予め設定された数であって、ステップＳ９（図４Ａ）の所定数と同じである。
ここで、暗号鍵Ｋ４の出力数が所定数に満たない場合（ステップＳ１３でＮｏ）、暗号鍵生成装置２は、ステップＳ１０に戻って動作を継続する。
一方、暗号鍵Ｋ４の出力数が所定数に達した場合（ステップＳ１３でＹｅｓ）、暗号鍵生成装置２は、暗号鍵の出力動作を終了する。
ここで、暗号鍵Ｋ４の出力数が所定数に満たない場合（ステップＳ１３でＮｏ）、暗号鍵生成装置２は、ステップＳ１０に戻って動作を継続する。
一方、暗号鍵Ｋ４の出力数が所定数に達した場合（ステップＳ１３でＹｅｓ）、暗号鍵生成装置２は、暗号鍵の出力動作を終了する。
【0056】
なお、本動作終了後、暗号鍵生成装置２の電源を消すこととする。
これによって、暗号鍵生成装置２は、暗号鍵Ｋ４および暗号鍵Ｋ４を生成するための鍵を完全に消去することができ、暗号鍵Ｋ４の漏洩を防止することができる。
これによって、暗号鍵生成装置２は、暗号鍵Ｋ４および暗号鍵Ｋ４を生成するための鍵を完全に消去することができ、暗号鍵Ｋ４の漏洩を防止することができる。
【0057】
以上、本発明の実施形態に係る暗号鍵生成装置２の構成および動作について説明したが、本発明は、この実施形態に限定されるものではない。
ここでは、暗号鍵生成装置２を、図１に示すように、量子鍵配送装置１Ｓと送信機３との間、量子鍵配送装置１Ｓと送信機３との間に、独立した装置として構成した。
ここでは、暗号鍵生成装置２を、図１に示すように、量子鍵配送装置１Ｓと送信機３との間、量子鍵配送装置１Ｓと送信機３との間に、独立した装置として構成した。
【0058】
しかし、図５Ａの量子暗号システム１００Ｂに示す送信機３Ｂや受信機４Ｂのように、送信機３Ｂの内部、受信機４Ｂの内部に、暗号鍵生成装置２を備える構成としてもよい。
また、図５Ｂの量子暗号システム１００Ｃに示す量子鍵配送装置１Ｂのように、量子鍵配送装置１Ｂの内部に、暗号鍵生成装置２を備える構成としてもよい。
また、図５Ｂの量子暗号システム１００Ｃに示す量子鍵配送装置１Ｂのように、量子鍵配送装置１Ｂの内部に、暗号鍵生成装置２を備える構成としてもよい。
【符号の説明】
【0059】
１ 量子鍵配送装置
２ 暗号鍵生成装置
２０ 不揮発性記憶手段
２１ 揮発性記憶手段
２２ 共有鍵入力手段
２３ 共有鍵分離手段
２４ 鍵拡張手段
２５ 暗号鍵算出手段
２６ 暗号鍵出力手段
３ 送信機
４ 受信機
１００ 量子暗号システム
２ 暗号鍵生成装置
２０ 不揮発性記憶手段
２１ 揮発性記憶手段
２２ 共有鍵入力手段
２３ 共有鍵分離手段
２４ 鍵拡張手段
２５ 暗号鍵算出手段
２６ 暗号鍵出力手段
３ 送信機
４ 受信機
１００ 量子暗号システム
【図1】
【図2】
【図3A】
【図3B】
【図3C】
【図4A】
【図4B】
【図5A】
【図5B】
