特許 7427631 量子暗号通信システム、鍵管理検査装置、鍵管理検査方法及びプログラム

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-01-26

(45)【発行日】2024-02-05

(54)【発明の名称】量子暗号通信システム、鍵管理検査装置、鍵管理検査方法及びプログラム

(51)【国際特許分類】

   H04L 9/12 20060101AFI20240129BHJP

   H04B 10/079 20130101ALI20240129BHJP

【ＦＩ】

H04L9/12

H04B10/079 150

【請求項の数】 14

(21)【出願番号】P 2021094118

(22)【出願日】2021-06-04

(65)【公開番号】P2022186077

(43)【公開日】2022-12-15

【審査請求日】2023-03-10

【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、総務省「グローバル量子暗号通信網構築のための研究開発」に関する委託研究（ＪＰＭＩ００３６１）、産業技術力強化法第１７条の適用を受ける特許出願

(73)【特許権者】

【識別番号】000003078

【氏名又は名称】株式会社東芝

(74)【代理人】

【識別番号】110002147

【氏名又は名称】弁理士法人酒井国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】土井 一右

(72)【発明者】

【氏名】谷澤 佳道

(72)【発明者】

【氏名】中嶋 俊貴

(72)【発明者】

【氏名】松本 麻里

【審査官】中里 裕正

(56)【参考文献】

【文献】特開２０２０－０２２１５５（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１８－１９１１７７（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１８－０３７８８８（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１０－２６８３９０（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００７－０２００１１（ＪＰ，Ａ）

【文献】米国特許出願公開第２０２１／００８３８６６（ＵＳ，Ａ１）

【文献】国際公開第２０２０／１３５７８６（ＷＯ，Ａ１）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｈ０４Ｌ ９／１２

Ｈ０４Ｂ １０／０７９

ＪＳＴＰｌｕｓ／ＪＭＥＤＰｌｕｓ／ＪＳＴ７５８０（ＪＤｒｅａｍＩＩＩ）

ＩＥＥＥ Ｘｐｌｏｒｅ

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

鍵総合管理装置と、複数の量子暗号装置と、複数の鍵管理検査装置とを備え、
前記複数の鍵管理検査装置のそれぞれは、前記複数の量子暗号装置のいずれかにより生成された量子暗号鍵を検査し、
前記複数の鍵管理検査装置のそれぞれは、
量子暗号装置に関する量子暗号装置情報に基づいて、検査対象値を計算する検査対象値計算部と、
検査対象の前記量子暗号装置に繋がれているＱＫＤ（Ｑｕａｎｔｕｍ Ｋｅｙ Ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ）リンクの架線情報、前記検査対象の量子暗号装置が設置されている拠点の気象情報、及び、前記量子暗号装置情報の少なくとも１つに基づいて、想定値を計算する想定値計算部と、
前記架線情報、前記気象情報及び前記量子暗号装置情報の少なくとも１つに基づいて、許容値を計算する許容値計算部と、
前記検査対象値が、前記想定値－前記許容値、及び、前記想定値＋前記許容値の範囲にあるか否かを判定し、前記検査対象値が、前記想定値－前記許容値、及び、前記想定値＋前記許容値の範囲から外れている場合、異常検知を前記鍵総合管理装置へ送信する判定部と、
を備える量子暗号通信システム。

【請求項2】

前記量子暗号装置情報は、前記量子暗号鍵の生成速度を含み、
前記検査対象値計算部は、前記検査対象値として、前記生成速度の平均値を計算する、
請求項１に記載の量子暗号通信システム。

【請求項3】

前記架線情報は、前記ＱＫＤリンクを構成する光ファイバ全体の伝搬損失と、前記生成速度との対応を示す対応データを含み、
前記想定値計算部は、前記対応データから前記想定値を計算する、
請求項２に記載の量子暗号通信システム。

【請求項4】

前記架線情報は、前記ＱＫＤリンクを構成する光ファイバの架空線方式と地中化方式との比率を示す架線状態を含み、
前記許容値計算部は、前記架線状態と前記気象情報とから前記許容値を計算する、
請求項２又は３に記載の量子暗号通信システム。

【請求項5】

前記気象情報は、風力を含み、
前記許容値計算部は、前記架空線方式の比率が大きいほど、かつ、前記風力が大きいほど、前記許容値を大きく設定する、
請求項４に記載の量子暗号通信システム。

【請求項6】

前記気象情報は、降水量を含み、
前記許容値計算部は、前記架空線方式の比率が大きいほど、かつ、前記降水量が多いほど、前記許容値を大きく設定する、
請求項４又は５に記載の量子暗号通信システム。

【請求項7】

前記量子暗号装置情報は、前記量子暗号鍵の生成速度を含み、
前記検査対象値計算部は、前記検査対象値として、前記生成速度の分散値を計算する、
請求項１に記載の量子暗号通信システム。

【請求項8】

前記量子暗号装置情報は、ＱｂＥＲ（Ｑｕａｎｔｕｍ Ｂｉｔ Ｅｒｒｏｒ Ｒａｔｅ）を含み、
前記検査対象値計算部は、前記検査対象値として、前記ＱｂＥＲの分散値を計算する、
請求項１に記載の量子暗号通信システム。

【請求項9】

前記架線情報は、前記ＱＫＤリンクを構成する光ファイバの架空線方式と地中化方式との比率を示す架線状態を含み、
前記想定値計算部は、前記架線状態と前記気象情報とから前記想定値を計算し、
前記許容値計算部は、前記架線状態と前記気象情報とから前記許容値を計算する、
請求項７又は８に記載の量子暗号通信システム。

【請求項10】

前記気象情報は、風力を含み、
前記想定値計算部は、前記架空線方式の比率が大きいほど、かつ、前記風力が大きいほど、前記想定値を大きく設定し、
前記許容値計算部は、前記架空線方式の比率が大きいほど、かつ、前記風力が大きいほど、前記許容値を大きく設定する、
請求項９に記載の量子暗号通信システム。

【請求項11】

前記気象情報は、降水量を含み、
前記想定値計算部は、前記架空線方式の比率が大きいほど、かつ、前記降水量が大きいほど、前記想定値を大きく設定し、
前記許容値計算部は、前記架空線方式の比率が大きいほど、かつ、前記降水量が多いほど、前記許容値を大きく設定する、
請求項９又は１０に記載の量子暗号通信システム。

【請求項12】

量子暗号装置により生成された量子暗号鍵を検査する鍵管理検査装置であって、
量子暗号装置に関する量子暗号装置情報に基づいて、検査対象値を計算する検査対象値計算部と、
前記量子暗号装置情報、前記量子暗号装置に繋がれているＱＫＤ（Ｑｕａｎｔｕｍ Ｋｅｙ Ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ）リンクの架線情報、及び、前記量子暗号装置が設置されている拠点の気象情報の少なくとも１つに基づいて、想定値を計算する想定値計算部と、
前記量子暗号装置情報、前記架線情報及び前記気象情報の少なくとも１つに基づいて、許容値を計算する許容値計算部と、
前記検査対象値が、前記想定値－前記許容値、及び、前記想定値＋前記許容値の範囲にあるか否かを判定し、前記検査対象値が、前記想定値－前記許容値、及び、前記想定値＋前記許容値の範囲から外れている場合、異常検知を鍵総合管理装置へ送信する判定部と、
を備える鍵管理検査装置。

【請求項13】

量子暗号装置により生成された量子暗号鍵を検査する鍵管理検査装置であって、
量子暗号装置に関する量子暗号装置情報に基づいて、検査対象値を計算するステップと、
検査対象の前記量子暗号装置に繋がれているＱＫＤ（Ｑｕａｎｔｕｍ Ｋｅｙ Ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ）リンクの架線情報、前記検査対象の量子暗号装置が設置されている拠点の気象情報、及び、前記量子暗号装置情報の少なくとも１つに基づいて、想定値を計算するステップと、
前記架線情報、前記気象情報及び前記量子暗号装置情報の少なくとも１つに基づいて、許容値を計算するステップと、
前記検査対象値が、前記想定値－前記許容値、及び、前記想定値＋前記許容値の範囲にあるか否かを判定し、前記検査対象値が、前記想定値－前記許容値、及び、前記想定値＋前記許容値の範囲から外れている場合、異常検知を鍵総合管理装置へ送信するステップと、
を含む鍵管理検査方法。

【請求項14】

量子暗号装置により生成された量子暗号鍵を検査するコンピュータを、
量子暗号装置に関する量子暗号装置情報に基づいて、検査対象値を計算する検査対象値計算部と、
検査対象の前記量子暗号装置に繋がれているＱＫＤ（Ｑｕａｎｔｕｍ Ｋｅｙ Ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ）リンクの架線情報、前記検査対象の量子暗号装置が設置されている拠点の気象情報、及び、前記量子暗号装置情報の少なくとも１つに基づいて、想定値を計算する想定値計算部と、
前記架線情報、前記気象情報及び前記量子暗号装置情報の少なくとも１つに基づいて、許容値を計算する許容値計算部と、
前記検査対象値が、前記想定値－前記許容値、及び、前記想定値＋前記許容値の範囲にあるか否かを判定し、前記検査対象値が、前記想定値－前記許容値、及び、前記想定値＋前記許容値の範囲から外れている場合、異常検知を鍵総合管理装置へ送信する判定部、
として機能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量子暗号通信システム、鍵管理検査装置、鍵管理検査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。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】特許第６６６６２８６号公報

【非特許文献】

【0004】

【文献】長期安定運用を可能にする高速量子鍵配送技術、東芝レビュー Ｖｏｌ．７０ Ｎｏ．９ （２０１５）

【文献】Ｒ．Ｔａｋａｈａｓｈｉ，Ｙ．Ｔａｎｉｚａｗａ ａｎｄ Ａ．Ｄｉｘｏｎ，“Ａ ｈｉｇｈ－ｓｐｅｅｄ ｋｅｙ ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ ｍｅｔｈｏｄ ｆｏｒ ｑｕａｎｔｕｍ ｋｅｙ ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ ｎｅｔｗｏｒｋ” ２０１９ Ｅｌｅｖｅｎｔｈ Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ Ｃｏｎｆｅｒｅｎｃｅ ｏｎ Ｕｂｉｑｕｉｔｏｕｓ ａｎｄ Ｆｕｔｕｒｅ Ｎｅｔｗｏｒｋｓ （ＩＣＵＦＮ），Ｚａｇｒｅｂ，Ｃｒｏａｔｉａ，２０１９，ｐｐ．４３７－４４２

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

従来の技術では、量子暗号通信システムの異常検知をより精度よく行うことが難しかった。

【課題を解決するための手段】

【0006】

実施形態の量子暗号通信システムは、鍵総合管理装置と、複数の量子暗号装置と、複数の鍵管理検査装置とを備える。前記複数の鍵管理検査装置のそれぞれは、前記複数の量子暗号装置のいずれかにより生成された量子暗号鍵を検査する。前記複数の鍵管理検査装置のそれぞれは、検査対象値計算部と、想定値計算部と、許容値計算部と、判定部とを備える。検査対象値計算部は、量子暗号装置に関する量子暗号装置情報に基づいて、検査対象値を計算する。想定値計算部は、検査対象の前記量子暗号装置に繋がれているＱＫＤ（Ｑｕａｎｔｕｍ Ｋｅｙ Ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ）リンクの架線情報、前記検査対象の量子暗号装置が設置されている拠点の気象情報、及び、前記量子暗号装置情報の少なくとも１つに基づいて、想定値を計算する。許容値計算部は、前記架線情報、前記気象情報及び前記量子暗号装置情報の少なくとも１つに基づいて、許容値を計算する。判定部は、前記検査対象値が、前記想定値－前記許容値、及び、前記想定値＋前記許容値の範囲にあるか否かを判定し、前記検査対象値が、前記想定値－前記許容値、及び、前記想定値＋前記許容値の範囲から外れている場合、異常検知を前記鍵総合管理装置へ送信する。

【図面の簡単な説明】

【0007】

【図1】第１実施形態の量子暗号通信システムの基本構成の例を示す図。

【図2】第１実施形態の量子暗号通信システムの構成の例を示す図。

【図3】第１実施形態のアプリ鍵管理装置の構成の例を示す図。

【図4】第１実施形態の鍵管理検査装置の構成の例を示す図。

【図5】第１実施形態の異常検知部の構成の例を示す図。

【図6】第１実施形態の光ファイバの伝搬損失と、量子暗号装置の量子暗号鍵の生成速度との対応データの例を示す図。

【図7】第１実施形態の鍵管理検査方法の例を示すフローチャート。

【図8】第２実施形態の量子暗号通信システムの構成の例を示す図。

【図9】第２実施形態の鍵総合管理装置の構成の例を示す図。

【図10】第２実施形態の鍵管理検査装置の構成の例を示す図。

【図11】第１及び第２実施形態の量子暗号装置の主要部のハードウェア構成の例を示す図。

【図12】第１及び第２実施形態のアプリ鍵管理装置、鍵管理検査装置、鍵総合管理装置、並びに、第２実施形態の鍵管理ログ収集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】

【0008】

以下に添付図面を参照して、量子暗号通信システム、鍵管理検査装置、鍵管理検査方法及びプログラムの実施形態を詳細に説明する。

【0009】

（第１実施形態）
はじめに、量子暗号通信システムの基本構成の例について説明する。

【0010】

［基本構成の例］
図１は第１実施形態の量子暗号通信システムの基本構成の例を示す図である。まず、量子暗号装置１０ａ（始端ノード）は、ＱＫＤ（Ｑｕａｎｔｕｍ Ｋｅｙ Ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ）リンクを介して、量子暗号鍵の元となる光子を量子暗号装置１０ｂ（終端ノード）に送信する。量子暗号装置１０ａは、送信された光子に基づいて量子暗号鍵（始端ノード）を生成し、量子暗号装置１０ｂは、受信された光子に基づいて量子暗号鍵（終端ノード）を生成する。量子暗号鍵（始端ノード）と量子暗号鍵（終端ノード）とは、共有されたビットデータであり、同一である。そして、量子暗号装置１０ａは、量子暗号鍵（始端ノード）をアプリ鍵管理装置２０ａ（始端ノード）に送信し、量子暗号装置１０ｂは、量子暗号鍵（終端ノード）をアプリ鍵管理装置２０ｂ（終端ノード）に送信する。

【0011】

次に、アプリ鍵管理装置２０ａ及び２０ｂは、アプリ鍵を共有する。アプリ鍵とは、アプリ３０ａ（始端ノード）が、アプリデータを暗号化伝送する時に用いる暗号鍵である。

【0012】

アプリ鍵の共有方法について説明する。共有方法は、基本的には、例えば非特許文献２に記載されている通りである。まず、アプリ鍵管理装置２０ａでアプリ鍵を乱数生成器等で生成する。そして、アプリ鍵管理装置２０ａは、アプリ鍵に対して、量子暗号鍵を利用したＯＴＰ（Ｏｎｅ Ｔｉｍｅ Ｐａｄ）暗号化を行い、ＯＴＰ暗号化されたアプリ鍵を作成する。アプリ鍵管理装置２０ａは、ＯＴＰ暗号化されたアプリ鍵をアプリ鍵管理装置２０ｂに送信する。ＯＴＰ暗号化されたアプリ鍵は、アプリ鍵管理装置２０ａとアプリ鍵管理装置２０ｂとを繋ぐ伝送路（有線又は無線）を介して送受信される。アプリ鍵管理装置２０ｂは、ＯＴＰ暗号化されたアプリ鍵に対して量子暗号鍵を利用したＯＴＰ復号を行い、アプリ鍵を復元する。このようにして、アプリ鍵管理装置２０ａ及び２０ｂで、アプリ鍵が共有される。

【0013】

アプリ３０ａ及び３０ｂは、任意のタイミングでアプリ鍵管理装置２０ａ及び２０ｂからアプリ鍵を取得する。具体的には、アプリ３０ａがアプリ鍵管理装置２０ａからアプリ鍵を取り出した後、アプリ３０ｂはアプリ鍵管理装置２０ｂから、アプリ３０ａで取得されたアプリ鍵と同一のアプリ鍵を取得する。

【0014】

アプリ３０ａ及び３０ｂで、アプリ鍵が共有された後、アプリ３０ａが、アプリデータを伝送する際、アプリデータに対し、アプリ鍵を利用した暗号化を行い、アプリデータを伝送する。以上が基本構成の説明である。

【0015】

次に、図１の基本構成に、異常検知に係る構成を加えた第１実施形態の量子暗号通信システムの構成について説明する。

【0016】

［装置構成の例］
図２は第１実施形態の量子暗号通信システム１００の構成の例を示す図である。第１実施形態では、各拠点において検査が行われ、総合管理拠点にある鍵総合管理装置６０に異常検知が送信される。なお、図２の例では、拠点Ａ及びＢの場合が示されているが、量子暗号通信システム１００は、３つ以上の拠点間で互いに通信する量子暗号通信システムでもよい。

【0017】

第１実施形態の量子暗号通信システム１００は、量子暗号装置１０ａ、アプリ鍵管理装置２０ａ、アプリ３０ａ、鍵管理検査装置４０ａ、気象情報局５０ａ、量子暗号装置１０ｂ、アプリ鍵管理装置２０ｂ、アプリ３０ｂ、鍵管理検査装置４０ｂ、気象情報局５０ｂ、及び、鍵総合管理装置６０を備える。

【0018】

アプリ鍵管理装置２０ａ、アプリ３０ａ、鍵管理検査装置４０ａは、拠点Ａで動作する。気象情報局５０ａは拠点Ａで動作しても良いし、拠点Ａ以外で動作しても良い。アプリ鍵管理装置２０ｂ、アプリ３０ｂ、鍵管理検査装置４０ｂは拠点Ｂで動作する。気象情報局５０ｂは拠点Ｂで動作しても良いし、拠点Ｂ以外で動作しても良い。

【0019】

以下、量子暗号装置１０ａ及び１０ｂを区別しない場合は、単に量子暗号装置１０という。アプリ鍵管理装置２０ａ～２０ｂ、アプリ３０ａ～３０ｂ、鍵管理検査装置４０ａ～４０ｂ及び気象情報局５０ａ～５０ｂについても同様である。また、図３以降の図における構成についても同様である。

【0020】

各拠点の鍵管理検査装置４０は、アプリ鍵管理装置２０から量子暗号鍵のログを受け取り、また、気象情報局５０から拠点の気象情報を受け取って、量子暗号通信システム１００を検査する。気象情報は、鍵管理検査装置４０からのリクエストに従って取得されてもよいし、気象情報局５０から定期的に鍵管理検査装置４０へ送信されてもよい。

【0021】

鍵管理検査装置４０は、異常を検知した場合、異常検知したことを、総合管理拠点にある鍵総合管理装置６０に通知する。そして、鍵総合管理装置６０は、異常を検知した量子暗号装置１０と、その量子暗号装置１０と量子暗号鍵を共有している量子暗号装置１０に、量子暗号鍵の生成を止める等の各種対応措置を取る。

【0022】

なお、量子暗号装置１０ａ、アプリ鍵管理装置２０ａ、アプリ３０ａ及び鍵管理検査装置４０ａは、１つの装置（筐体）で構成された始端ノードとして実現してもよいし、複数の装置の組み合わせで実現してもよい。同様に、量子暗号装置１０ｂ、アプリ鍵管理装置２０ｂ、アプリ３０ｂ及び鍵管理検査装置４０ｂは、１つの装置で構成された終端ノードとして実現してもよいし、複数の装置の組み合わせで実現してもよい。また、アプリ３０ａ及び３０ｂが動作する装置は、例えばスマートデバイス及びパーソナルコンピュータ等の任意の装置である。

【0023】

次に、各拠点のアプリ鍵管理装置２０の構成について述べる。

【0024】

図３は第１実施形態のアプリ鍵管理装置２０の構成の例を示す図である。第１実施形態のアプリ鍵管理装置２０ａは、量子暗号鍵マネージャー１０１ａ、量子暗号鍵ＤＢ（ＥＮＣ）１０２ａ、量子暗号鍵ＤＢ（ＤＥＣ）１０３ａ、ＯＴＰトンネルマネージャー１０４ａ、アプリ鍵マネージャー１０５ａ、アプリ鍵ＤＢ（ＥＮＣ）１０６ａ、アプリ鍵ＤＢ（ＤＥＣ）１０７ａ及び鍵提供ＷｅｂＡＰＩ１０８ａを備える。

【0025】

同様に、第１実施形態のアプリ鍵管理装置２０ｂは、量子暗号鍵マネージャー１０１ｂ、量子暗号鍵ＤＢ（ＥＮＣ）１０２ｂ、量子暗号鍵ＤＢ（ＤＥＣ）１０３ｂ、ＯＴＰトンネルマネージャー１０４ｂ、アプリ鍵マネージャー１０５ｂ、アプリ鍵ＤＢ（ＥＮＣ）１０６ｂ、アプリ鍵ＤＢ（ＤＥＣ）１０７ｂ及び鍵提供ＷｅｂＡＰＩ１０８ｂを備える。

【0026】

アプリ鍵管理装置２０ａ及び２０ｂの動作は同様のため、始端ノード側（拠点Ａ）のアプリ鍵管理装置２０ａの場合を例にして説明する。

【0027】

量子暗号鍵マネージャー１０１ａは量子暗号装置１０ａから量子暗号鍵を受け取り、量子暗号鍵ＤＢ（ＥＮＣ）１０２ａ及び量子暗号鍵ＤＢ（ＤＥＣ）１０３ａに保管する。その際、量子暗号鍵マネージャー１０１ａは量子暗号鍵のログを鍵管理検査装置４０ａに送信する。

【0028】

量子暗号鍵ＤＢ（ＥＮＣ）１０２ａは、アプリ鍵の暗号化に用いられる量子暗号鍵を記憶するデータベースである。量子暗号鍵ＤＢ（ＤＥＣ）１０３ａは、暗号化されたアプリ鍵の復号に用いられる量子暗号鍵を記憶するデータベースである。

【0029】

前述の通り、アプリ鍵は量子暗号鍵を利用したＯＴＰ暗号化を行って共有される。始端ノードから終端ノードに向かってＯＴＰ暗号化を行ってアプリ鍵を送付される場合、始端ノードにある量子暗号鍵ＤＢ（ＥＮＣ）１０２ａに記憶された量子鍵でＯＴＰ暗号化が行われ、終端ノードにある量子暗号鍵ＤＢ（ＤＥＣ）１０３ｂに記憶された量子鍵でＯＴＰ復号化が行われることになる。

【0030】

ＯＴＰトンネルマネージャー１０４ａは、アプリ鍵マネージャー１０５ａからアプリ鍵を受け取った場合、量子暗号鍵ＤＢ（ＥＮＣ）１０２ａにある量子暗号鍵を利用してＯＴＰ暗号化を行い、ＯＴＰ暗号化されたアプリ鍵を共有先のノード（図３では、拠点Ｂのアプリ鍵管理装置２０ｂ）に送付する。逆に、ＯＴＰトンネルマネージャー１０４ａは、共有先のノードからＯＴＰ暗号化されたアプリ鍵が送られてきた場合、量子暗号鍵ＤＢ（ＤＥＣ）１０３ａにある量子暗号鍵を利用してＯＴＰ復号化を行い、アプリ鍵をアプリ鍵マネージャー１０５ａに送付する。

【0031】

アプリ鍵マネージャー１０５ａは、乱数生成器を利用してアプリ鍵を生成し、アプリ鍵をアプリ鍵ＤＢ（ＥＮＣ）１０６ａに保管しつつ、同じアプリ鍵をＯＴＰトンネルマネージャー１０４ａに送付する。また、アプリ鍵マネージャー１０５ａは、共有先のノードから送られてきたアプリ鍵をアプリ鍵ＤＢ（ＤＥＣ）１０７ａに保管する。

【0032】

鍵提供ＷｅｂＡＰＩ１０８ａは、アプリ３０ａからアプリ鍵の要求があった場合、アプリ鍵をアプリ３０ａに送付する。

【0033】

次に、鍵管理検査装置４０の構成について述べる。

【0034】

図４は第１実施形態の鍵管理検査装置４０の構成の例を示す図である。第１実施形態の鍵管理検査装置４０は、ＱＫＤリンク架線情報記憶部１２１、状態情報記憶部１２２及び異常検知部１２３を備える。

【0035】

ＱＫＤリンク架線情報記憶部１２１は、ＱＫＤリンクの架線情報を記憶しており、異常検知部１２３が、量子暗号鍵の異常検査を行う度に架線情報を異常検知部１２３に送信する。

【0036】

ＱＫＤリンクの架線情報としては、例えば、ＱＫＤリンクの距離、ＱＫＤリンクの光ファイバの伝搬損失、及び、ＱＫＤリンクの架線状態の３つが考えられる。

【0037】

ＱＫＤリンクの距離とは、ノード間で繋がれている光ファイバの長さである。第１実施形態の場合、量子暗号装置（始端ノード）１０ａから量子暗号装置（終端ノード）１０ｂに繋がれている光ファイバの長さとなる。

【0038】

ＱＫＤリンクの光ファイバの伝搬損失とは、ＱＫＤリンクの光ファイバの単位ｋｍあたり伝搬損失（ｄＢ／ｋｍ）である。第１実施形態の場合、量子暗号装置（始端ノード）１０ａから量子暗号装置（終端ノード）１０ｂに繋がれている光ファイバの単位ｋｍあたり伝搬損失となる。なお、ＱＫＤリンクの光ファイバ全体の伝搬損失は、ＱＫＤリンクの距離×ＱＫＤリンクの光ファイバの単位ｋｍあたりの伝搬損失で求められる。

【0039】

次に、ＱＫＤリンクの架線状態に関して説明する。まず、ＱＫＤリンクの架線方式として、架空線方式及び地中化方式の２つが考えられる。架空線方式は光ファイバを電柱につるして敷設する方式であり、特に風や降水に対する外乱の影響を受けやすい。一方、地中化方式は地下に光ファイバを敷設する方式であり、風や降水に対する外乱の影響を受けにくい。ＱＫＤリンクの架線状態は、ノード間で繋がれている光ファイバの架空線方式と地中化方式との比率で表現され、第１実施形態の場合、量子暗号装置（始端ノード）１０ａから量子暗号装置（終端ノード）１０ｂへ繋がれている光ファイバの架空線方式と地中化方式との比率となる。

【0040】

状態情報記憶部１２２は、量子暗号鍵マネージャー１０１から量子暗号鍵のログ、量子暗号装置１０からは量子暗号装置１０のログ、気象情報局５０から気象情報を受け取り、運用ログとして記録する。そして、異常検知部１２３が、量子暗号鍵の異常検査を行う度に、記録した運用ログを状態情報として異常検知部１２３に送信する。

【0041】

量子暗号鍵のログ、及び、量子暗号装置１０のログには、量子暗号装置情報に相当する情報が記載されている。

【0042】

量子暗号鍵のログに関しては、情報項目として、当該時刻の量子暗号鍵の生成速度が挙げられる。量子暗号装置１０のログに関しては、ＱｂＥＲ（Ｑｕａｎｔｕｍ Ｂｉｔ Ｅｒｒｏｒ Ｒａｔｅ）、量子暗号装置１０で使用されている光学機器のパラメータ、が挙げられる。量子暗号装置１０は光学系の部分で個体差や経年劣化が発生してしまう。光学系パラメータを考慮することにより、個体差や経年劣化による異常検知精度の低下を抑えることができる。考えられる光学機器としては、特許文献１にある通り、例えば、偏光調整器、ファイバーストレッチャー及び光学検出器等が挙げられる。

【0043】

気象情報に関しては、例えば、気温、風力（風速）及び降水量等が挙げられる。非特許文献１にある通り、量子暗号通信は環境要因に敏感であるため、気象情報等の環境要因を収集する必要がある。第１実施形態では、拠点Ａの気温、風力及び降水量と、拠点Ｂの気温、風力及び降水量とが一例として挙げられる。ＱＫＤリンクの距離が長距離となっている場合は、ＱＫＤリンクが敷設されている中間地点の気象情報が考慮されても良い。

【0044】

異常検知部１２３は、ＱＫＤリンク架線情報記憶部１２１から架線情報を、状態情報記憶部１２２から状態情報を受け取る。そして、異常検知部１２３は、架線情報及び状態情報から量子暗号通信システム１００が異常かどうかを検査する。異常検知部１２３は、量子暗号通信システム１００の異常を検知した場合、異常検知を鍵総合管理装置６０に送信する。以上が、鍵管理検査装置の構成である。

【0045】

次に、異常検知部１２３の構成について説明する。

【0046】

図５は第１実施形態の異常検知部１２３の構成の例を示す図である。第１実施形態の異常検知部１２３は、検査対象値計算部１３１、想定値計算部１３２、許容値計算部１３３及び判定部１３４を備える。

【0047】

検査対象値計算部１３１は、状態情報から検査対象となるデータ（例えば量子暗号鍵の生成速度等）を抽出し、当該データから検査対象値を計算する。そして、検査対象値計算部１３１は、検査対象値を判定部１３４に送信する。

【0048】

想定値計算部１３２は、状態情報及び架線情報（例えば、ＱＫＤリンクの光ファイバの伝搬損失等）から、想定値を計算し、想定値を判定部１３４に送信する。

【0049】

許容値計算部１３３は、状態情報及び架線情報（例えば、気象情報、及び、ＱＫＤリンクを構成する光ファイバの架空線方式と地中化方式との比率を示す架線状態等）から、許容値を計算し、許容値を判定部１３４に送信する。

【0050】

判定部１３４は、想定値と許容値と検査対象値とから、量子暗号鍵の管理が正常かどうか判定し、異常と判定した場合は、異常検知を鍵総合管理装置６０に送信する。

【0051】

次に、検査対象値毎の想定値の計算、許容値の計算、異常検知判定の計算、及び、第１実施形態の効果について述べる。検査対象値としては、例えば、量子暗号鍵の生成速度の平均値、量子暗号鍵の生成速度の分散値、及び、ＱｂＥＲの分散値、の３つが考えられる。

【0052】

（１）検査対象値が量子暗号鍵の生成速度の平均値である場合
検査対象値計算部１３１は、量子暗号装置情報から検査対象期間の量子暗号鍵の生成速度を取り出し、その平均速度（生成速度の平均値）を検査対象値として計算する。判定部１３４は、検査対象値計算部１３１で計算された平均速度が想定値±許容値の範囲に入っている場合は正常と判定し、想定値±許容値の範囲から外れている場合は異常であると判定する。

【0053】

想定値計算部１３２は、例えば、ＱＫＤリンクの距離、及び、ＱＫＤリンクのファイバの伝搬損失から、ＱＫＤリンクの光ファイバ全体の伝搬損失（ＱＫＤリンクの距離×ＱＫＤリンクの光ファイバの単位ｋｍあたり伝搬損失）を求める。そして、想定値計算部１３２は、ＱＫＤリンクの光ファイバ全体の伝搬損失と量子暗号装置の生成速度との対応データから想定値を求める。

【0054】

図６は光ファイバの伝搬損失と、量子暗号装置１０の量子暗号鍵の生成速度との対応データの例を示す図である。図６の例では、グラフ２０１が、第１実施形態の量子暗号装置１０の場合を示す。なお、グラフ２０２～２０６は、他の量子暗号装置（従来の量子暗号装置）の場合を示す。グラフ２０１～２０６に示すように、一般に、光ファイバの伝搬損失が大きいほど、暗号鍵配送速度は小さくなる。

【0055】

例えば、ＱＫＤリンクの光ファイバ全体の伝搬損失が８ｄＢで、第１実施形態の量子暗号装置１０を利用している場合、量子暗号鍵の生成速度は１Ｍｂｐｓとなるため、想定値は１Ｍｂｐｓとなる。

【0056】

量子暗号装置１０が攻撃者により奪取され、攻撃者が当該量子暗号装置１０を別拠点に設置して成りすまして量子暗号鍵を貯蓄した時、再設置後のＱＫＤリンクの距離が再設置前のＱＫＤリンクの距離と異なった場合、図６に示す通り、量子暗号鍵の生成速度は原理的に異なる。

【0057】

従って、検査対象値を量子暗号鍵の生成速度の平均値とした場合、再設置前と量子暗号鍵の生成速度が異なっているため、異常検知が可能である。また、攻撃者が再設置する場合、再設置前のＱＫＤリンクの距離と同じにする必要性があるため、再設置地点に制限をかけることが可能である。

【0058】

図５に戻り、許容値計算部１３３では、ＱＫＤリンクの架線状態（ノード間で繋がれている光ファイバの架空線方式と地中化方式との比率）、及び、気象情報（例えば風力及び降水量等）から、許容値を計算する。ＱＫＤリンクの架空線状態に関しては、前述の通り、架空線方式の割合が大きいほど環境要因に対する変動が大きい。従って、例えば風速が大きい、もしくは、降水量が多いほど、環境要因変動が大きくなり、量子暗号鍵の生成速度の変動が大きい。

【0059】

従って、許容値計算部１３３は、架線状態と気象情報とから許容値を計算する。例えば、許容値計算部１３３は、架空線方式の割合が大きいほど許容値を大きく設定する。言い換えると、許容値計算部１３３は、架空線方式の割合が小さいほど、量子暗号鍵の生成速度は安定的になるため、許容値を小さく設定する。

【0060】

また例えば、許容値計算部１３３は、風速（風力）が大きいほど許容値を大きく設定する。言い換えると、許容値計算部１３３は、風速が小さいほど、量子暗号鍵の生成速度は安定的になるため、許容値を小さく設定する。

【0061】

また例えば、許容値計算部１３３は、架空線方式の比率が大きいほど、かつ、風力が大きいほど、許容値を大きく設定する。

【0062】

また例えば、許容値計算部１３３は、降水量が少ないほど許容値を大きく設定する。言い換えると、許容値計算部１３３は、降水量が少ないほど、量子暗号鍵の生成速度は安定的になるため、許容値を小さく設定する。

【0063】

また例えば、許容値計算部１３３は、架空線方式の比率が大きいほど、かつ、降水量が多いほど、許容値を大きく設定する。

【0064】

なお、許容値を設けない場合、光ファイバの架線状態によっては、環境要因による変動が大きくなった状況では、異常検知の誤検出が発生する。許容値を設けることにより、誤検出の頻度を減らすことができる。

【0065】

以上が、（１）に関する本実施形態の基本計算方法であるが、状況に応じて、量子暗号装置１０に使用されている偏光調整器、ファイバーストレッチャー及び光学検出器のパラメータを考慮して想定値及び許容値を計算し、量子暗号装置１０の個体差や経年劣化に対応できるようにしても良い。

【0066】

（２）検査対象値が量子暗号鍵の生成速度の分散値である場合
検査対象値計算部１３１は、量子暗号装置情報から検査対象期間の量子暗号鍵の生成速度を取り出し、その分散値を検査対象値として計算する。判定部１３４は、検査対象値計算部１３１で計算された分散値が想定値±許容値の範囲に入っている場合は正常と判定し、想定値±許容値の範囲から外れている場合は異常であると判定する。

【0067】

想定値計算部１３２は、例えば、ＱＫＤリンクの架線状態（ノード間で繋がれている光ファイバの架空線方式と地中化方式との比率）、及び、気象情報（例えば風力及び降水量等）から、想定値を計算する。

【0068】

ＱＫＤリンクの架線状態に関しては、架空線方式の比率が大きいほど、前述の通り、環境要因に対する変動が大きい。また、気象状態に関しては、風速（風力）が大きいほど、もしくは、降水量が多いほど、環境要因変動が大きくなる。環境要因変動が大きいほど、量子暗号鍵の生成速度の変動が大きい。想定値計算部１３２は、量子暗号鍵の生成速度の変動が大きいほど、想定値を大きく設定する。例えば、想定値計算部１３２は、架空線方式の比率が閾値より大きい場合、風力が大きいほど（降水量が多いほど）、想定値を大きく設定する。

【0069】

量子暗号装置１０が攻撃者により奪取され、攻撃者が当該量子暗号装置１０を別拠点に設置して成りすまして量子暗号鍵を貯蓄した時、設置後のＱＫＤリンクの架線状態が設置前のＱＫＤリンクの架線状態と異なった場合、例えば風速または降水量のような環境要因変動の大きさの違いによって、生成速度の分散値が異なる。従って、検査対象値を量子暗号鍵の生成速度の分散値とした場合、異常検知を行うことが可能である。

【0070】

許容値計算部１３３は、想定値計算部１３２と同じように、ＱＫＤリンクの架線状態（ノード間で繋がれている光ファイバの架空線方式と地中化方式との比率）、及び、気象情報（例えば風力及び降水量等）から、許容値を計算する。そして、許容値計算部１３３は、想定値の場合と同様に、ＱＫＤリンクの架線状態に関しては、架空線方式の比率が大きいほど、許容値を大きく設定する。また、許容値計算部１３３は、気象状態に関しては、例えば風速が大きいほど、もしくは、降水量が多いほど、許容値を大きく設定する。例えば、許容値計算部１３３は、架空線方式の比率が大きいほど、かつ、風力が大きいほど（降水量が多いほど）、許容値を大きく設定する。

【0071】

環境要因に対する変動が大きいほど、分散値自体も変動しやすくなるため、許容値を設けることにより、異常検知の誤検出を減らすことができる。

【0072】

以上が、（２）に関する本実施形態の基本計算方法であるが、状況に応じて、量子暗号装置１０に使用されている偏光調整器、ファイバーストレッチャー及び光学検出器のパラメータを考慮して想定値及び許容値を計算し、量子暗号装置１０の個体差や経年劣化に対応できるようにしても良い。

【0073】

（３）検査対象値がＱｂＥＲの分散値である場合
検査対象値計算部１３１は、量子暗号装置情報から検査対象期間のＱｂＥＲを取り出し、その分散値を計算する。判定部１３４は、検査対象値計算部１３１で計算された分散値が想定値±許容値の範囲に入っている場合は正常と判定し、想定値±許容値の範囲から外れている場合は異常であると判定する。

【0074】

想定値計算部１３２は、ＱＫＤリンクの架線状態（ノード間で繋がれている光ファイバの架空線方式と地中化方式との比率）、及び、気象情報（例えば風力及び降水量等）から、想定値を計算する。

【0075】

ＱＫＤリンクの架線状態に関しては、架空線方式の比率が大きいほど、前述の通り、環境要因に対する変動が大きい。また、気象状態に関しては、風速（風力）が大きいほど、もしくは、降水量が多いほど、環境要因変動が大きくなり、ＱｂＥＲの変動が大きい。想定値計算部１３２は、ＱｂＥＲの変動が大きいほど、想定値を大きく設定する。例えば、想定値計算部１３２は、架空線方式の比率が大きいほど、かつ、風力が大きいほど（降水量が多いほど）、想定値を大きく設定する。

【0076】

量子暗号装置が攻撃者により奪取され、攻撃者が当該量子暗号装置１０を別拠点に設置して成りすまして量子暗号鍵を貯蓄した時、設置後のＱＫＤリンクの架線状態が設置前のＱＫＤリンクの架線状態と異なった場合、例えば風速または降水量のような環境要因変動の大きさの違いによって、ＱｂＥＲの分散値が異なる。従って、検査対象値をＱｂＥＲの分散値とした場合、異常検知を行うことが可能である。

【0077】

許容値計算部１３３は、想定値計算部１３２と同じように、ＱＫＤリンクの架線状態（ノード間で繋がれている光ファイバの架空線方式と地中化方式との比率）、及び、気象情報（例えば風力及び降水量等）から、許容値を計算する。そして、許容値計算部１３３は、想定値の場合と同様に、ＱＫＤリンクの架線状態に関しては、架空線方式の比率が大きいほど、許容値を大きく設定する。また、許容値計算部１３３は、気象状態に関しては、例えば風速が大きいほど、もしくは、降水量が多いほど、許容値を大きく設定する。例えば、許容値計算部１３３は、架空線方式の比率が大きいほど、かつ、風力が大きいほど（降水量が多いほど）、許容値を大きく設定する。

【0078】

環境要因に対する変動が大きいほど、分散値自体も変動しやすくなるため、許容値を設けることにより、異常検知の誤検出を減らすことができる。

【0079】

以上が、（３）に関する本実施形態の基本計算方法であるが、状況に応じて、量子暗号装置１０に使用されている偏光調整器、ファイバーストレッチャー及び光学検出器のパラメータを考慮して想定値及び許容値を計算し、量子暗号装置１０の個体差や経年劣化に対応できるようにしても良い。

【0080】

なお、判定部１３４は、異常検知を行う際、上記（１）～（３）のうち１つを選んで行っても良いし、複数を選んで行っても良い。

【0081】

第１実施形態では、鍵管理検査装置４０及び異常検知部１２３は、量子暗号装置１０ａ（始端ノード）と量子暗号装置１０ｂ（終端ノード）とにおいて構成は同じである。従って、前述では始端ノードと終端ノードとを区別することなく説明を行った。

【0082】

［鍵管理検査方法の例］
図７は第１実施形態の鍵管理検査方法の例を示すフローチャートである。はじめに、検査対象値計算部１３１が、量子暗号装置情報（例えば、量子暗号鍵の生成速度）に基づいて、検査対象値を計算する（ステップＳ１）。

【0083】

次に、想定値計算部１３２が、検査対象の量子暗号装置１０に繋がれているＱＫＤリンクの架線情報、検査対象の量子暗号装置が設置されている拠点の気象情報、及び、量子暗号装置情報の少なくとも１つに基づいて、想定値を計算する（ステップＳ２）。

【0084】

次に、許容値計算部１３３が、架線情報、気象情報及び量子暗号装置情報の少なくとも１つに基づいて、許容値を計算する（ステップＳ３）。

【0085】

次に、判定部１３４が、検査対象値が正常であるか否かを判定する（ステップＳ４）。具体的には、判定部１３４は、検査対象値が、想定値－許容値、及び、想定値＋許容値の範囲にあるか否かを判定する。

【0086】

検査対象値が正常でない場合（ステップＳ４，Ｎｏ）、すなわち、検査対象値が、想定値－許容値、及び、想定値＋許容値の範囲から外れている場合、判定部１３４は、異常検知を鍵総合管理装置６０へ送信する（ステップＳ５）。検査対象値が正常である場合（ステップＳ４，Ｙｅｓ）、処理を終了する。

【0087】

以上説明したように、第１実施形態では、量子暗号通信システム１００は、鍵総合管理装置６０と、複数の量子暗号装置１０と、複数の鍵管理検査装置４０とを備える。複数の鍵管理検査装置４０のそれぞれは、複数の量子暗号装置１０のいずれかにより生成された量子暗号鍵を検査する。複数の鍵管理検査装置４０のそれぞれは、検査対象値計算部１３１と、想定値計算部１３２と、許容値計算部１３３と、判定部１３４とを備える。検査対象値計算部１３１は、量子暗号装置に関する量子暗号装置情報に基づいて、検査対象値を計算する。想定値計算部１３２は、検査対象の量子暗号装置１０に繋がれているＱＫＤリンクの架線情報、検査対象の量子暗号装置１０が設置されている拠点の気象情報、及び、量子暗号装置情報の少なくとも１つに基づいて、想定値を計算する。許容値計算部１３３は、架線情報、気象情報及び量子暗号装置情報の少なくとも１つに基づいて、許容値を計算する。判定部１３４は、検査対象値が、想定値－許容値、及び、想定値＋許容値の範囲にあるか否かを判定し、検査対象値が、想定値－許容値、及び、想定値＋許容値の範囲から外れている場合、異常検知を鍵総合管理装置６０へ送信する。

【0088】

これにより第１実施形態の量子暗号通信システム１００によれば、量子暗号通信システムの異常検知をより精度よく行うことができる。

【0089】

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２実施形態では、総合管理拠点において異常検知を行う場合について説明する。

【0090】

図８は第２実施形態の量子暗号通信システム１００－２の構成の例を示す図である。量子暗号装置１０、アプリ鍵管理装置２０及びアプリ３０の構成は第１実施形態と変更ないため説明を割愛する。

【0091】

第２実施形態では、拠点Ａに鍵管理ログ収集装置７０ａが追加され、拠点Ｂに鍵管理ログ収集装置７０ｂが追加されている。

【0092】

鍵管理ログ収集装置７０は、アプリ鍵管理装置２０から量子暗号鍵のログ、量子暗号装置１０から量子暗号装置のログを受け取る。量子暗号鍵のログの内容及び量子暗号装置のログの内容は第１実施形態と同様である。

【0093】

鍵管理ログ収集装置７０は、総合管理拠点にある鍵総合管理装置６０に、量子暗号鍵及び量子暗号装置のログを送信する。

【0094】

鍵総合管理装置６０は、各拠点にある鍵管理ログ収集装置７０から量子暗号鍵及び量子暗号装置のログを受け取り、気象情報局から気象情報を受け取り、各ノード（量子暗号装置１０）を検査する。鍵総合管理装置６０は、異常検知した場合、各ノードに異常通知を行う。

【0095】

次に、第２実施形態の鍵総合管理装置６０の構成について述べる。

【0096】

図９は第２実施形態の鍵総合管理装置６０の構成の例を示す図である。第２実施形態の鍵総合管理装置６０は、鍵管理検査装置４０ａ（始端ノード）、及び、鍵管理検査装置４０ｂ（終端ノード）を備える。

【0097】

鍵管理検査装置４０ａは、気象情報局５０ａから、始端ノードの気象情報、当該始端ノードの鍵管理ログ収集装置７０ａから、量子暗号鍵及び量子暗号装置１０ａのログを受け取り、当該始端ノード（量子暗号装置１０ａ）を検査する。鍵管理検査装置４０ａは、異常を検知した場合、異常検知を全ノード（第２実施形態では、量子暗号装置１０ａ及び１０ｂ）に通知する。

【0098】

同様に、鍵管理検査装置４０ｂは、気象情報局５０ｂから、終端ノードの気象情報、当該終端ノードの鍵管理ログ収集装置７０ｂから、量子暗号鍵及び量子暗号装置１０ｂのログを受け取り、当該終端ノード（量子暗号装置１０ｂ）を検査する。鍵管理検査装置４０ｂは、異常を検知した場合、異常検知を全ノード（第２実施形態では、量子暗号装置１０ａ及び１０ｂ）に通知する。

【0099】

次に、第２実施形態の鍵管理検査装置４０の構成について述べる。

【0100】

図１０は第２実施形態の鍵管理検査装置４０の構成の例を示す図である。第２実施形態の鍵管理検査装置４０においても基本的な構成は第１実施形態と変わらない。第２実施形態の鍵管理検査装置４０は、ＱＫＤリンク架線情報記憶部１２１、状態情報記憶部１２２及び異常検知部１２３を備える。

【0101】

ＱＫＤリンク架線情報記憶部１２１には、検査対象の量子暗号装置１０に繋がれたＱＫＤリンクの架線情報が記憶されている。状態情報記憶部１２２は、鍵管理ログ収集装置７０から量子暗号鍵及び量子暗号装置のログを受け取り、気象情報局５０から気象情報を受け取り、状態情報として記憶する。架線情報及び状態情報の構成は第１実施形態と変わらない。

【0102】

異常検知部１２３は、ＱＫＤリンク架線情報記憶部１２１から架線情報を取得し、状態情報記憶部１２２から状態情報を取得し、異常検知処理を実行する。異常検知部１２３は、異常を検知した場合、全ノード（量子暗号装置１０）に異常検知を通知する。異常検知部１２３の構成及び計算方法に関しては第１実施形態と同様であるため、説明を割愛する。

【0103】

なお、第２実施例の上記説明では全ノードに異常検知を通知していたが、場合によっては、一部のノードのみに通知しても問題ない。例えば、図８の例では、量子暗号装置１０ａにより生成されている量子暗号鍵で異常が検知された場合、異常検知された量子暗号装置１０のみに異常検知を通知してもよいし、対向の量子暗号装置１０ｂにのみに異常検知を通知してもよい。

【0104】

最後に、第１及び第２実施形態の量子暗号装置１０、アプリ鍵管理装置２０、鍵管理検査装置４０、鍵総合管理装置６０、並びに、第２実施形態の鍵管理ログ収集装置７０のハードウェア構成の例について説明する。

【0105】

［ハードウェア構成の例］
図１１は第１及び第２実施形態の量子暗号装置１０の主要部のハードウェア構成の例を示す図である。第１及び第２実施形態の量子暗号装置１０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。

【0106】

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。

【0107】

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。

【0108】

表示装置３０４は、量子暗号装置１０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。

【0109】

量子通信ＩＦ３０６は、ＱＫＤリンク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、伝送路に接続するためのインターフェースである。

【0110】

図１２は第１及び第２実施形態のアプリ鍵管理装置２０、鍵管理検査装置４０、鍵総合管理装置６０、並びに、第２実施形態の鍵管理ログ収集装置７０の主要部のハードウェア構成の例を示す図である。第１及び第２実施形態のアプリ鍵管理装置２０、鍵管理検査装置４０、鍵総合管理装置６０、並びに、第２実施形態の鍵管理ログ収集装置７０は、制御装置４０１、主記憶装置４０２、補助記憶装置４０３、表示装置４０４、入力装置４０５及び通信ＩＦ４０６を備える。

【0111】

制御装置４０１、主記憶装置４０２、補助記憶装置４０３、表示装置４０４、入力装置４０５及び通信ＩＦ４０６は、バス４１０を介して接続されている。

【0112】

制御装置４０１は、補助記憶装置４０３から主記憶装置４０２に読み出されたプログラムを実行する。主記憶装置４０２は、ＲＯＭ及びＲＡＭ等のメモリである。補助記憶装置４０３は、ＨＤＤ及びメモリカード等である。

【0113】

表示装置４０４は、アプリ鍵管理装置２０、鍵管理検査装置４０、鍵総合管理装置６０及び鍵管理ログ収集装置７０の状態等を表示する。入力装置４０５はユーザーからの入力を受け付ける。

【0114】

通信ＩＦ４０６は、伝送路に接続するためのインターフェースである。

【0115】

第１及び第２実施形態の量子暗号装置１０、アプリ鍵管理装置２０、鍵管理検査装置４０、鍵総合管理装置６０及び鍵管理ログ収集装置７０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。

【0116】

また、第１及び第２実施形態の量子暗号装置１０、アプリ鍵管理装置２０、鍵管理検査装置４０、鍵総合管理装置６０及び鍵管理ログ収集装置７０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。

【0117】

また、第１及び第２実施形態の量子暗号装置１０、アプリ鍵管理装置２０、鍵管理検査装置４０、鍵総合管理装置６０及び鍵管理ログ収集装置７０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。

【0118】

また、第１及び第２実施形態の量子暗号装置１０、アプリ鍵管理装置２０、鍵管理検査装置４０、鍵総合管理装置６０及び鍵管理ログ収集装置７０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。

【0119】

量子暗号装置１０で実行されるプログラムは、実施形態の量子暗号装置１０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。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。

【0120】

また、アプリ鍵管理装置２０、鍵管理検査装置４０、鍵総合管理装置６０及び鍵管理ログ収集装置７０で実行されるプログラムは、アプリ鍵管理装置２０、鍵管理検査装置４０、鍵総合管理装置６０及び鍵管理ログ収集装置７０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。プログラムにより実現される機能は、制御装置４０１が補助記憶装置４０３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４０２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４０２上に生成される。

【0121】

なお、量子暗号装置１０、アプリ鍵管理装置２０、鍵管理検査装置４０、鍵総合管理装置６０及び鍵管理ログ収集装置７０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。

【0122】

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。

【0123】

また、量子暗号装置１０、アプリ鍵管理装置２０、鍵管理検査装置４０、鍵総合管理装置６０及び鍵管理ログ収集装置７０の動作形態は任意でよい。量子暗号装置１０、アプリ鍵管理装置２０、鍵管理検査装置４０、鍵総合管理装置６０及び鍵管理ログ収集装置７０を、例えばネットワーク上のクラウドシステムの暗号通信を実現する量子暗号通信システムとして動作させてもよい。

【0124】

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】

【0125】

１０ 量子暗号装置
２０ アプリ鍵管理装置
３０ アプリ
４０ 鍵管理検査装置
５０ 気象情報局
６０ 鍵総合管理装置
７０ 鍵管理ログ収集装置
１０１ 量子暗号鍵マネージャー
１０２ 量子暗号鍵ＤＢ（ＥＮＣ）
１０３ 量子暗号鍵ＤＢ（ＤＥＣ）
１０４ ＯＴＰトンネルマネージャー
１０５ アプリ鍵マネージャー
１０６ アプリ鍵ＤＢ（ＥＮＣ）
１０７ アプリ鍵ＤＢ（ＤＥＣ）
１０８ 鍵提供ＷｅｂＡＰＩ
１２１ ＱＫＤリンク架線情報記憶部
１２２ 状態情報記憶部
１２３ 異常検知部
１３１ 検査対象値計算部
１３２ 想定値計算部
１３３ 許容値計算部
１３４ 判定部
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
４０１ 制御装置
４０２ 主記憶装置
４０３ 補助記憶装置
４０４ 表示装置
４０５ 入力装置
４０６ 通信ＩＦ
４１０ バス

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】