特許 7572085 端末装置、管理装置、通信システム、通信方法、管理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】2024-10-15

(45)【発行日】2024-10-23

(54)【発明の名称】端末装置、管理装置、通信システム、通信方法、管理方法及びプログラム

(51)【国際特許分類】

   H04L 9/12 20060101AFI20241016BHJP

【ＦＩ】

H04L9/12

【請求項の数】 20

(21)【出願番号】P 2023528891

(86)(22)【出願日】2021-06-17

(86)【国際出願番号】 JP2021023078

(87)【国際公開番号】W WO2022264373

(87)【国際公開日】2022-12-22

【審査請求日】2023-11-30

【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 Ｓｏｃｉｅｔｙ ５．０ 実現化技術」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

(73)【特許権者】

【識別番号】000004237

【氏名又は名称】日本電気株式会社

(73)【特許権者】

【識別番号】000227205

【氏名又は名称】ＮＥＣプラットフォームズ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100103894

【弁理士】

【氏名又は名称】家入 健

(72)【発明者】

【氏名】田中 健

(72)【発明者】

【氏名】吉野 健一郎

(72)【発明者】

【氏名】泉屋 智康

【審査官】行田 悦資

(56)【参考文献】

【文献】国際公開第２０１０／０６７５５１（ＷＯ，Ａ１）

【文献】特開２００９－２３９４９６（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００７－２８８６９４（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０００－１８３８６６（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｈ０４Ｌ ９／１２

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

端末装置であって、
量子鍵配送された暗号鍵を管理する管理装置に対し通信元識別情報及び通信先識別情報を指定して暗号鍵を要求することで、前記管理装置から暗号鍵を取得する取得手段と、
前記取得された暗号鍵を用いて他の端末装置と暗号通信を行う通信手段と、
を備え、
前記通信元識別情報は、前記端末装置の識別情報及び前記管理装置の識別情報を含み、
前記通信先識別情報は、前記他の端末装置の識別情報及び前記他の端末装置を収容する他の管理装置の識別情報を含む、
端末装置。

【請求項2】

前記取得手段は、通信データの長さに応じて前記暗号鍵を要求する、
請求項１に記載の端末装置。

【請求項3】

前記取得手段は、前記通信データの長さと前記暗号鍵の長さに基づいて、前記暗号鍵の要求を繰り返す、
請求項２に記載の端末装置。

【請求項4】

前記通信手段は、バーナム暗号により暗号化または復号化を行う、
請求項１乃至３のいずれか一項に記載の端末装置。

【請求項5】

データを送信する場合、データの送信元及び送信先に応じて、前記通信元識別情報及び前記通信先識別情報を決定する決定手段を備え、
前記通信手段は、前記取得された暗号鍵により暗号化されたデータを前記他の端末装置へ送信する、
請求項１乃至４のいずれか一項に記載の端末装置。

【請求項6】

前記通信手段は、データを受信する場合、前記受信したデータに基づいて、前記通信元識別情報及び前記通信先識別情報を決定し、前記取得された暗号鍵により前記受信したデータを復号化する、
請求項１乃至５のいずれか一項に記載の端末装置。

【請求項7】

管理装置であって、
量子鍵配送された複数の暗号鍵を管理する管理手段と、
他の端末装置と暗号通信を行う端末装置からの通信元識別情報及び通信先識別情報を指定した暗号鍵の要求に基づいて、前記管理された暗号鍵の中から特定される暗号鍵を前記端末装置へ配布する配布手段と、
を備え、
前記通信元識別情報は、前記端末装置の識別情報及び前記管理装置の識別情報を含み、
前記通信先識別情報は、前記他の端末装置の識別情報及び前記他の端末装置を収容する他の管理装置の識別情報を含む、
管理装置。

【請求項8】

前記管理手段は、前記暗号鍵と前記通信元識別情報及び前記通信先識別情報とを関連付ける暗号鍵管理情報を管理する、
請求項７に記載の管理装置。

【請求項9】

量子鍵配送された複数の暗号鍵を管理する管理手段と、
他の端末装置と暗号通信を行う端末装置からの通信元識別情報及び通信先識別情報を指定した暗号鍵の要求に基づいて、前記管理された暗号鍵の中から特定される暗号鍵を前記端末装置へ配布する配布手段と、
を備え、
前記管理手段は、前記暗号鍵と前記通信元識別情報及び前記通信先識別情報とを関連付ける暗号鍵管理情報を管理し、
前記管理手段は、前記暗号鍵管理情報において、前記要求により指定された通信元識別情報及び通信先識別情報に該当する暗号鍵がない場合、前記複数の暗号鍵から選択される暗号鍵に前記通信元識別情報及び前記通信先識別情報を関連付けることで、前記端末装置へ配布する暗号鍵を特定する、
管理装置。

【請求項10】

量子鍵配送された複数の暗号鍵を管理する管理手段と、
他の端末装置と暗号通信を行う端末装置からの通信元識別情報及び通信先識別情報を指定した暗号鍵の要求に基づいて、前記管理された暗号鍵の中から特定される暗号鍵を前記端末装置へ配布する配布手段と、
を備え、
前記管理手段は、前記暗号鍵と前記通信元識別情報及び前記通信先識別情報とを関連付ける暗号鍵管理情報を管理し、
前記管理手段は、前記暗号鍵管理情報において、前記要求により指定された通信元識別情報及び通信先識別情報に該当する暗号鍵がある場合、前記該当する暗号鍵を前記端末装置へ配布する暗号鍵として特定する、
管理装置。

【請求項11】

量子鍵配送された複数の暗号鍵を管理する管理手段と、
他の端末装置と暗号通信を行う端末装置からの通信元識別情報及び通信先識別情報を指定した暗号鍵の要求に基づいて、前記管理された暗号鍵の中から特定される暗号鍵を前記端末装置へ配布する配布手段と、
を備え、
前記管理手段は、前記暗号鍵と前記通信元識別情報及び前記通信先識別情報とを関連付ける暗号鍵管理情報を管理し、
前記他の端末装置を収容する他の管理装置との間で、前記暗号鍵管理情報を共有する共有手段を備える、
管理装置。

【請求項12】

前記共有手段は、前記暗号鍵管理情報が更新された場合に、前記他の管理装置へ前記暗号鍵管理情報の更新を通知する、
請求項１１に記載の管理装置。

【請求項13】

前記暗号鍵管理情報は、前記暗号鍵と暗号鍵識別情報とを関連付け、
前記共有手段は、前記通知として、前記暗号鍵管理情報において前記配布した暗号鍵に対応する前記暗号鍵識別情報、前記通信元識別情報及び前記通信先識別情報を前記他の管理装置へ送信する、
請求項１２に記載の管理装置。

【請求項14】

前記共有手段は、前記通知を受信した場合、前記暗号鍵識別情報、前記通信元識別情報及び前記通信先識別情報に応じて、前記暗号鍵管理情報を更新する、
請求項１３に記載の管理装置。

【請求項15】

前記暗号鍵管理情報は、前記暗号鍵と通信元及び通信先の前記端末装置への配布履歴とを関連付ける、
請求項８乃至１４のいずれか一項に記載の管理装置。

【請求項16】

端末装置と管理装置とを備えた通信システムであって、
前記端末装置は、
前記管理装置に対し通信元識別情報及び通信先識別情報を指定して暗号鍵を要求することで、前記管理装置から暗号鍵を取得する取得手段と、
前記取得された暗号鍵を用いて他の端末装置と暗号通信を行う通信手段と、
を備え、
前記管理装置は、
量子鍵配送された複数の暗号鍵を管理する管理手段と、
前記端末装置からの通信元識別情報及び通信先識別情報を指定した暗号鍵の要求に基づいて、前記管理された暗号鍵の中から特定される暗号鍵を前記端末装置へ配布する配布手段と、
を備え、
前記通信元識別情報は、前記端末装置の識別情報及び前記管理装置の識別情報を含み、
前記通信先識別情報は、前記他の端末装置の識別情報及び前記他の端末装置を収容する他の管理装置の識別情報を含む、
通信システム。

【請求項17】

端末装置の通信方法であって、
量子鍵配送された暗号鍵を管理する管理装置に対し通信元識別情報及び通信先識別情報を指定して暗号鍵を要求することで、前記管理装置から暗号鍵を取得し、
前記取得された暗号鍵を用いて他の端末装置と暗号通信を行い、
前記通信元識別情報は、前記端末装置の識別情報及び前記管理装置の識別情報を含み、
前記通信先識別情報は、前記他の端末装置の識別情報及び前記他の端末装置を収容する他の管理装置の識別情報を含む、
端末装置の通信方法。

【請求項18】

管理装置の管理方法であって、
量子鍵配送された複数の暗号鍵を管理し、
他の端末装置と暗号通信を行う端末装置からの通信元識別情報及び通信先識別情報を指定した暗号鍵の要求に基づいて、前記管理された暗号鍵の中から特定される暗号鍵を前記端末装置へ配布し、
前記通信元識別情報は、前記端末装置の識別情報及び前記管理装置の識別情報を含み、
前記通信先識別情報は、前記他の端末装置の識別情報及び前記他の端末装置を収容する他の管理装置の識別情報を含む、
管理装置の管理方法。

【請求項19】

端末装置の処理であって、
量子鍵配送された暗号鍵を管理する管理装置に対し通信元識別情報及び通信先識別情報を指定して暗号鍵を要求することで、前記管理装置から暗号鍵を取得し、
前記取得された暗号鍵を用いて他の端末装置と暗号通信を行い、
前記通信元識別情報は、前記端末装置の識別情報及び前記管理装置の識別情報を含み、
前記通信先識別情報は、前記他の端末装置の識別情報及び前記他の端末装置を収容する他の管理装置の識別情報を含む、
処理をコンピュータに実行させるためのプログラム。

【請求項20】

管理装置の処理であって、
量子鍵配送された複数の暗号鍵を管理し、
他の端末装置と暗号通信を行う端末装置からの通信元識別情報及び通信先識別情報を指定した暗号鍵の要求に基づいて、前記管理された暗号鍵の中から特定される暗号鍵を前記端末装置へ配布し、
前記通信元識別情報は、前記端末装置の識別情報及び前記管理装置の識別情報を含み、
前記通信先識別情報は、前記他の端末装置の識別情報及び前記他の端末装置を収容する他の管理装置の識別情報を含む、
処理をコンピュータに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】

本発明は、端末装置、管理装置、通信システム、通信方法、管理方法及び非一時的なコンピュータ可読媒体に関する。

【背景技術】

【0002】

近年、量子計算機の発展に伴い、様々な分野への応用が期待される一方で、量子計算機により暗号鍵の解読が可能となり、既存の公開鍵暗号方式が危殆化してしまう。このため、安全な通信を実現するためには、計算量的安全性ではなく、物理的に安全性を保障可能な量子暗号技術が必要とされている。

【0003】

量子暗号では、遠隔地間で安全に暗号鍵を共有可能とする量子鍵配送（Quantum Key Distribution：QKD）技術が利用される。関連する技術として、例えば、特許文献１が知られている。特許文献１には、量子鍵配送システムにおいて、量子もつれ光源を用いてＱＫＤのチャネル数を増大し、システム全体として暗号鍵の生成率を増大する技術が開示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【文献】特開特開２００７－３１８４４５号公報

【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、関連する技術では、量子鍵配送技術により暗号鍵を遠隔地の各拠点に配送することが可能となるものの、各拠点において配送された複数の暗号鍵から量子暗号通信に用いる暗号鍵を指定する方法が考慮されていない。このため、関連する技術では、拠点間で量子暗号通信を行う際に共通の暗号鍵を取得することが困難である。

【0006】

本開示は、量子暗号通信のための暗号鍵を確実に取得することが可能な端末装置、管理装置、通信システム、通信方法、管理方法及び非一時的なコンピュータ可読媒体を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0007】

本開示に係る端末装置は、量子鍵配送された暗号鍵を管理する管理装置に対し通信元識別情報及び通信先識別情報を指定して暗号鍵を要求することで、前記管理装置から暗号鍵を取得する取得手段と、前記取得された暗号鍵を用いて他の端末装置と暗号通信を行う通信手段と、を備えるものである。

【0008】

本開示に係る管理装置は、量子鍵配送された複数の暗号鍵を管理する管理手段と、他の端末装置と暗号通信を行う端末装置からの通信元識別情報及び通信先識別情報を指定した暗号鍵の要求に基づいて、前記管理された暗号鍵の中から特定される暗号鍵を前記端末装置へ配布する配布手段と、を備えるものである。

【0009】

本開示に係る通信システムは、端末装置と管理装置とを備えた通信システムであって、前記端末装置は、前記管理装置に対し通信元識別情報及び通信先識別情報を指定して暗号鍵を要求することで、前記管理装置から暗号鍵を取得する取得手段と、前記取得された暗号鍵を用いて他の端末装置と暗号通信を行う通信手段と、を備え、前記管理装置は、量子鍵配送された複数の暗号鍵を管理する管理手段と、前記端末装置からの通信元識別情報及び通信先識別情報を指定した暗号鍵の要求に基づいて、前記管理された暗号鍵の中から特定される暗号鍵を前記端末装置へ配布する配布手段と、を備えるものである。

【0010】

本開示に係る端末装置の通信方法は、量子鍵配送された暗号鍵を管理する管理装置に対し通信元識別情報及び通信先識別情報を指定して暗号鍵を要求することで、前記管理装置から暗号鍵を取得し、前記取得された暗号鍵を用いて他の端末装置と暗号通信を行うものである。

【0011】

本開示に係る管理装置の管理方法は、量子鍵配送された複数の暗号鍵を管理し、他の端末装置と暗号通信を行う端末装置からの通信元識別情報及び通信先識別情報を指定した暗号鍵の要求に基づいて、前記管理された暗号鍵の中から特定される暗号鍵を前記端末装置へ配布するものである。

【0012】

本開示に係る非一時的なコンピュータ可読媒体は、量子鍵配送された暗号鍵を管理する管理装置に対し通信元識別情報及び通信先識別情報を指定して暗号鍵を要求することで、前記管理装置から暗号鍵を取得し、前記取得された暗号鍵を用いて他の端末装置と暗号通信を行う、処理をコンピュータに実行させるためのプログラムが格納された非一時的なコンピュータ可読媒体である。

【0013】

本開示に係る非一時的なコンピュータ可読媒体は、量子鍵配送された複数の暗号鍵を管理し、他の端末装置と暗号通信を行う端末装置からの通信元識別情報及び通信先識別情報を指定した暗号鍵の要求に基づいて、前記管理された暗号鍵の中から特定される暗号鍵を前記端末装置へ配布する、処理をコンピュータに実行させるためのプログラムが格納された非一時的なコンピュータ可読媒体である。

【発明の効果】

【0014】

本開示によれば、量子暗号通信のための暗号鍵を確実に取得することが可能な端末装置、管理装置、通信システム、通信方法、管理方法及び非一時的なコンピュータ可読媒体を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0015】

【図1】関連する通信システムの構成例を示す構成図である。

【図2】実施の形態に係る端末装置の概要を示す構成図である。

【図3】実施の形態に係る管理装置の概要を示す構成図である。

【図4】実施の形態１に係る通信システムの構成例を示す構成図である。

【図5】実施の形態１に係る管理装置の構成例を示す構成図である。

【図6】実施の形態１に係る端末装置の構成例を示す構成図である。

【図7】実施の形態１に係る通信システムの動作例を示すシーケンス図である。

【図8】実施の形態１に係る鍵管理テーブルの具体例を示す図である。

【図9】実施の形態１に係る鍵管理テーブルの具体例を示す図である。

【図10】実施の形態１に係る鍵管理テーブルの具体例を示す図である。

【図11】実施の形態１に係る鍵管理テーブルの具体例を示す図である。

【図12】実施の形態２に係る通信システムの動作例を示すシーケンス図である。

【図13】実施の形態２に係る通信システムの動作例を示すシーケンス図である。

【図14】実施の形態２に係る鍵管理テーブルの具体例を示す図である。

【図15】実施の形態に係るコンピュータのハードウェアの構成例を示す構成図である。

【発明を実施するための形態】

【0016】

以下、図面を参照して実施の形態について説明する。各図面においては、同一の要素には同一の符号が付されており、必要に応じて重複説明は省略される。

【0017】

（関連する技術の検討）
図１は、関連する通信システムの構成例を示している。図１に示すように、関連する通信システム９００は、端末装置９１０－１及び９１０－２、管理装置９２０－１及び９２０－２、ＱＫＤ装置９３０－１及び９３０－２を備えている。拠点Ａに管理装置９２０－１及びＱＫＤ装置９３０－１が設置され、拠点Ａで端末装置９１０－１が暗号通信を行う。拠点Ｂに管理装置９２０－２及びＱＫＤ装置９３０－２が設置され、拠点Ｂで端末装置９１０－２が暗号通信を行う。

【0018】

ＱＫＤ装置９３０－１及び９３０－２は、各拠点において、ＱＫＤ装置間で量子鍵配送を行い共通の暗号鍵を生成（配送）する。管理装置９２０－１及び９２０－２は、各拠点において、ＱＫＤ装置９３０－１及び９３０－２により生成された暗号鍵を管理する。端末装置９１０－１及び９１０－２は、各拠点において、管理装置９２０－１及び９２０－２が管理する暗号鍵を取得し、取得した暗号鍵を使用して端末装置間で暗号通信を行う。

【0019】

端末装置９１０－１及び９１０－２は、量子暗号通信を行うために同じ暗号鍵を使用しなければならない。管理装置９２０－１及び９２０－２には、ＱＫＤ装置９３０－１及び９３０－２により生成された複数の暗号鍵が蓄積されているため、端末装置９１０－１及び９１０－２は、量子暗号通信を行う際、管理装置９２０－１及び９２０－２から同じ暗号鍵を指定して取得する必要がある。

【0020】

関連する技術として、同じ暗号鍵を指定するために、１つの一意なＩＤである鍵ＩＤにより暗号鍵を指定する方法が考えられる。すなわち、管理装置９２０－１は、暗号鍵に鍵ＩＤを紐付けて管理し、管理装置９２０－２でも、同様に、暗号鍵に鍵ＩＤを紐付けて管理する。この場合、端末装置９１０－１及び９１０－２は、それぞれ同じ鍵ＩＤを指定して暗号鍵を要求し、管理装置９２０－１及び９２０－２から暗号鍵を取得することで、同じ暗号鍵を使用することができる。

【0021】

しかしながら、発明者らは、このような関連する技術について検討した結果、次のような課題を見出した。すなわち、端末装置が鍵ＩＤを指定して暗号鍵を取得する場合、端末装置間で事前に使用する鍵ＩＤを共有しなければならない。このため、要求する鍵ＩＤの情報を端末装置間で確認する方法をとる必要がある。そうすると、端末装置間がオンラインであることが前提条件となってしまい、端末装置がオンラインで接続されていない場合、同じ暗号鍵を取得することができない。また、端末装置間で事前に所定の鍵ＩＤを共有する方法も考えられる。この場合、事前に共有された鍵ＩＤにより端末装置間で同じ暗号鍵を取得できる。しかし、鍵要求可能量が事前に鍵ＩＤを共有した分までとなってしまうため、事前共有分を超えた量の暗号鍵を取得することができない。

【0022】

（実施の形態の概要）
図２は、実施の形態に係る端末装置の概要を示し、図３は、実施の形態に係る管理装置の概要を示している。実施の形態に係る端末装置１０及び管理装置２０は、図１と同様に、通信システムを構成する。

【0023】

図２に示すように、端末装置１０は、取得部１１、通信部１２を備えている。取得部１１は、量子鍵配送された暗号鍵を管理する管理装置２０に対し通信元識別情報及び通信先識別情報を指定して暗号鍵を要求することで、管理装置２０から暗号鍵を取得する。通信部１２は、取得部１１により取得された暗号鍵を用いて他の端末装置と暗号通信を行う。例えば、端末装置１０が指定する通信元識別情報及び通信先識別情報（鍵指定情報）は、管理装置２０と端末装置１０のいずれか、または両方の識別情報を含む。

【0024】

図３に示すように、管理装置２０は、管理部２１、配布部２２を備えている。管理部２１は、量子鍵配送された複数の暗号鍵を管理する。配布部２２は、他の端末装置と暗号通信を行う端末装置１０からの通信元識別情報及び通信先識別情報を指定した暗号鍵の要求に基づいて、管理部２１で管理された暗号鍵の中から特定される暗号鍵を端末装置１０へ配布する。

【0025】

このような構成により、端末装置が量子暗号通信を行う際、通信元識別情報及び通信先識別情報を指定することで共通の暗号鍵を確実に取得することができる。このため、端末装置間で鍵ＩＤなどを事前に共有することなく暗号鍵を取得できる。

【0026】

（実施の形態１）
次に、実施の形態１について説明する。図４は、本実施の形態に係る通信システムの構成例を示し、図５は、本実施の形態に係る管理装置の構成例を示し、図６は、本実施の形態に係る端末装置の構成例を示している。

【0027】

図４に示すように、本実施の形態に係る通信システム１は、複数の端末装置１００、複数の管理装置２００、複数のＱＫＤ装置３００を備えている。この例では、各拠点にＱＫＤ装置３００が設置され、各ＱＫＤ装置３００に対応して管理装置２００が設置され、各管理装置２００に端末装置１００が収容される。例えば、拠点Ａ～ＥにＱＫＤ装置３００－１～３００－５及び管理装置２００－１～２００－５がそれぞれ設置され、拠点Ａ～Ｅで端末装置１００－１～１００－５がそれぞれ暗号通信を行う。

【0028】

ＱＫＤ装置３００は、各拠点において、量子鍵配送により暗号鍵を生成（配送）する。ＱＫＤ装置３００－１～３００－５は、量子鍵を生成する量子鍵生成レイヤ（ネットワーク）４０３を構成している。ＱＫＤ装置３００は、他のＱＫＤ装置３００と光ファイバにより１対１で接続され、接続されるＱＫＤ装置間で量子鍵配送を行う。例えば、ＱＫＤ装置３００間では、５０ｋｍ範囲内で光ファイバ伝送を行う。

【0029】

ＱＫＤ装置３００は、例えば、乱数のビット列に対応して、ランダムに選択した基底に基づいた偏光状態の光子列を生成し、生成した光子列を、光ファイバを介して他のＱＫＤ装置３００へ送信する。他のＱＫＤ装置３００は、ランダムに選択した基底に基づいて受信した光子列を観測し、観測した結果をＱＫＤ装置３００へ通知する。ＱＫＤ装置３００と他のＱＫＤ装置３００の間で、基底が一致した光子のビットが暗号鍵（共有鍵）となる。これにより、第三者による盗聴を確実に検出でき、盗聴されたビットは破棄されるため、盗聴されていない安全な暗号鍵のみを共有（生成）できる。

【0030】

管理装置２００は、各拠点において、ＱＫＤ装置３００により生成された暗号鍵を管理する。管理装置２００－１～２００－５は、暗号鍵を管理する鍵管理レイヤ（ネットワーク）４０２を構成している。量子鍵生成レイヤ４０３及び鍵管理レイヤ４０２は、量子鍵配送により安全な暗号鍵を提供するＱＫＤプラットフォームでもある。

【0031】

管理装置２００は、ＱＫＤ装置３００が量子鍵配送により生成した暗号鍵を蓄積し、蓄積した暗号鍵の消費（供給）を管理する。管理装置２００は、暗号鍵を供給するための鍵供給インタフェースを介して、端末装置１００からの要求に応じて暗号鍵を配布する。鍵供給インタフェースは、端末装置１００（アプリケーション）に適応しており、安全性が確保されたインタフェースである。鍵供給インタフェースは、安全性が確保されていれば、有線または無線の任意の通信路でもよい。例えば、鍵供給インタフェースは、ＵＳＢ（Universal Serial Bus）、ＬＡＮ（Local Area Network）、ＦｅｌｉＣａ（登録商標）等の非接触型ＩＣカードによる近距離無線通信等のインタフェースである。管理装置２００は、任意の通信路によりメッシュ接続されており、暗号鍵の管理情報を共有してもよい。管理装置２００間の通信路は、暗号鍵の管理情報を共有できれば、任意の通信路でよい。

【0032】

図５に示すように、管理装置２００は、鍵記憶部２０１、鍵管理部２０２、鍵供給部２０３、鍵共有部２０４を備える。図５の構成は一例であり、本実施の形態における動作が可能であれば、その他の構成としてもよい。例えば、鍵記憶部２０１及び鍵管理部２０２を、暗号鍵を記憶し管理する管理部としてもよい。

【0033】

鍵記憶部２０１は、ＱＫＤ装置３００により生成された暗号鍵を記憶し蓄積する。鍵記憶部２０１は、ＱＫＤ装置３００により量子鍵配送されたビットを生成順に蓄積し、生成されたビットを所定の単位（例えば１２８Ｋバイト）で１つの暗号鍵として記憶する。鍵記憶部２０１は、暗号鍵を管理する鍵管理テーブル（鍵管理情報）を記憶する。鍵管理テーブルは、暗号鍵を共有する拠点間毎に生成されて記憶され、拠点間で同じ暗号鍵を管理する。例えば、拠点Ａの管理装置２００－１は、拠点Ｂの管理装置２００－２との間で暗号鍵を共有し、また、拠点Ｃの管理装置２００－３との間で暗号鍵を共有する。このため、拠点Ａの管理装置２００－１は、拠点ＡＢ間用の鍵管理テーブルと、拠点ＡＣ間用の鍵管理テーブルとを記憶する。鍵管理テーブルは、暗号鍵を管理するため暗号鍵に鍵ＩＤを関連付け、また、暗号鍵に通信元ＩＤ及び通信先ＩＤを関連付け、さらに、暗号鍵に通信元及び通信先の端末装置１００への配布履歴を関連付ける。

【0034】

鍵ＩＤは、暗号鍵を一意に識別する固有の鍵識別情報である。鍵ＩＤは、暗号鍵が生成された際に管理装置２００が所定のルールで割り当て、管理装置２００間で同じ暗号鍵に同じ鍵ＩＤが割り当てられる。通信元ＩＤ及び通信先ＩＤは、端末装置１００のアプリケーション間で暗号通信を行うために通信元（送信元）及び通信先（送信先）を識別する通信元識別情報及び通信先識別情報であり、また、配布（要求）する暗号鍵を指定（特定）するための情報でもある。この例では、通信元識別情報及び通信先識別情報は、通信元及び通信先における、端末装置１００、または端末装置１００を収容する管理装置２００のいずれかの識別情報である。配布履歴は、通信元及び通信先の端末装置１００へ暗号鍵を配布済み、または未配布を識別するための情報である。

【0035】

鍵管理部２０２は、鍵記憶部２０１に記憶された複数の暗号鍵を管理する。鍵管理部２０２は、ＱＫＤ装置３００により生成された暗号鍵に鍵ＩＤを割り当て、割り当てた鍵ＩＤと暗号鍵を関連付けて鍵管理テーブルに格納する。鍵管理部２０２は、鍵管理テーブルにより配布する暗号鍵を管理し、端末装置１００からの鍵要求に応じて、指定された通信元ＩＤ及び通信先ＩＤに基づいて端末装置１００に配布する暗号鍵を特定する。鍵管理部２０２は、鍵管理テーブルにおいて、端末装置１００からの鍵要求により指定された通信元ＩＤ及び通信先ＩＤに該当する暗号鍵があるか否かに応じて配布する暗号鍵を特定する。例えば、鍵管理テーブルにおいて、鍵要求により指定された通信元ＩＤ及び通信先ＩＤに該当する暗号鍵がない場合、蓄積された複数の暗号鍵から選択される暗号鍵に通信元ＩＤ及び通信先ＩＤを関連付けることで、端末装置１００へ配布する暗号鍵を特定する、また、鍵管理テーブルにおいて、鍵要求により指定された通信元ＩＤ及び通信先ＩＤに該当する暗号鍵がある場合、該当する暗号鍵を端末装置１００へ配布する暗号鍵として特定する。さらに、鍵管理部２０２は、暗号鍵の配布に応じて、鍵管理テーブルの配布履歴を更新する。

【0036】

鍵供給部２０３は、鍵記憶部２０１が記憶する暗号鍵を端末装置１００へ配布する。鍵供給部２０３は、鍵供給インタフェースを介して、端末装置１００から鍵要求を受け付けるとともに、受け付けた鍵要求に応じて鍵管理部２０２が特定した暗号鍵を端末装置１００へ配布する。なお、鍵供給部２０３は、暗号鍵の配布が許可されている端末装置１００のみに対し、暗号鍵を配布することが好ましい。例えば、管理装置２００は、暗号鍵を配布可能な端末装置の許可リスト（識別情報リスト）を記憶しておき、許可リストに登録されている端末装置１００に対して暗号鍵を配布する。

【0037】

鍵共有部２０４は、他の管理装置２００と鍵配布情報を共有する。共有する他の管理装置２００は、鍵を要求する端末装置１００の通信相手側の端末装置１００を収容する管理装置２００である。鍵共有部２０４は、鍵管理テーブルが更新された場合に、鍵管理テーブルの更新を通知する通知部でもある。鍵管理テーブルは、端末装置１００へ暗号鍵が配布されたときに更新されるため、暗号鍵が配布された場合に通知するとも言える。鍵共有部２０４は、鍵管理テーブルが更新された場合に、鍵管理テーブルに含まれる鍵配布情報を送信する。鍵配布情報は、端末装置１００へ配布した暗号鍵を特定するための情報である。鍵配布情報は、暗号鍵そのものを含まずに、配布した暗号鍵を特定可能な情報であることが好ましい。例えば、鍵共有部２０４は、鍵配布情報として、配布した暗号鍵の鍵ＩＤ、通信元ＩＤ及び通信先ＩＤを他の管理装置２００へ通知する。また、鍵共有部２０４は、他の管理装置２００から鍵配布情報を受信した場合、受信した鍵配布情報に含まれる鍵ＩＤ、通信元ＩＤ及び通信先ＩＤに応じて鍵管理テーブルを更新する。例えば、受信した鍵ＩＤに対応する暗号鍵に対し、通信元ＩＤ及び通信先ＩＤを関連付け、配布履歴を更新する。

【0038】

端末装置１００は、各拠点において、管理装置２００から供給される暗号鍵を用いて暗号通信を行う。端末装置１００－１～１００－５は、暗号通信を行うアプリケーションレイヤ（ネットワーク）４０１を構成している。端末装置１００間は、任意の通信路を介して直接または間接的に接続可能であり、供給された暗号鍵によりセキュアな通信を行う。端末装置１００は、スマートフォンやノートＰＣ（personal computer）などのモバイル通信装置でもよいし、固定設置されたデスクトップＰＣやサーバなどの非モバイル通信装置でもよい。端末装置１００は、他の拠点に移動して、移動先の管理装置２００から暗号鍵を取得し暗号通信を行ってもよい。端末装置１００間の通信路は、暗号鍵を用いて暗号通信が可能であれば、任意の通信路でよい。

【0039】

図６に示すように、端末装置１００は、アプリケーション部１０１、鍵取得部１０２、暗号化／復号化部１０３、通信部１０４を備える。図６の構成は一例であり、本実施の形態における動作が可能であれば、その他の構成としてもよい。例えば、暗号化／復号化部１０３及び通信部１０４を、暗号鍵を用いて暗号通信を行う暗号通信部としてもよい。

【0040】

アプリケーション部１０１は、端末装置間で暗号通信を行うためのアプリケーションを実行する。アプリケーション部１０１には、通信元ＩＤまたは通信先ＩＤとなる識別情報（各端末装置１００または各管理装置２００のＩＤ）が予め設定されている。アプリケーション部１０１は、ユーザの操作により選択されたデータの送信元及び送信先に応じて通信元ＩＤ及び通信先ＩＤを決定する。アプリケーション部１０１は、データ送信時に通信元ＩＤ及び通信先ＩＤを決定する決定部でもある。この例では、送信元及び送信先における端末装置１００または管理装置２００のいずれかの識別情報を通信元ＩＤ及び通信先ＩＤとする。また、アプリケーション部１０１は、ユーザの入力等に応じて他の端末装置１００へ送信する平文データを生成し、他の端末装置１００から受信し復号化された平文データをユーザへ出力する。

【0041】

鍵取得部１０２は、他の端末装置１００（相手側の端末装置）と暗号通信する際、管理装置２００へ暗号鍵を要求し取得する。鍵取得部１０２は、データ送信時にアプリケーション部１０１が決定し、またはデータ受信時に通信部１０４が決定した通信元ＩＤ及び通信先ＩＤを指定して要求することで、管理装置２００から暗号鍵を取得する。鍵取得部１０２は、鍵供給インタフェースを介して、通信元ＩＤ及び通信先ＩＤを含む鍵要求を管理装置２００へ送信するとともに、要求した管理装置２００から暗号鍵を取得する。鍵取得部１０２は、送信または受信する通信データの長さに応じて暗号鍵を要求する。例えば、通信データの長さと暗号鍵の長さに基づいて、暗号鍵の要求を繰り返してもよいし、暗号鍵の要求において、必要な暗号鍵の長さを指定してもよい。

【0042】

暗号化／復号化部１０３は、鍵取得部１０２が取得した暗号鍵を用いて、暗号化処理または復号化処理を行う。暗号化／復号化部１０３は、送信する平文データを暗号化し、また、受信した暗号データを復号化する。暗号化／復号化部１０３は、例えば、ワンタイムパッド（one time pad：OTP）のようなバーナム暗号により暗号化／復号化を行う。すなわち、１ビットのデータに対し１ビットの暗号鍵を用いて暗号化／復号化を行い、使用した暗号鍵を使い捨てる。

【0043】

通信部１０４は、他の端末装置１００と暗号通信を行う。通信部１０４は、暗号化／復号化部１０３により暗号化された暗号データを通信先の端末装置１００へ送信する。また、通信部１０４は、通信元の端末装置１００から暗号データを受信し、受信した暗号データから通信元ＩＤ及び通信先ＩＤを特定する。

【0044】

図７は、本実施の形態に係る通信システムの動作例を示している。この動作例は、端末装置１００における通信方法を含み、管理装置２００における管理方法を含む。本実施の形態では、各拠点の管理装置２００が１つの端末装置１００を収容し、管理装置２００または端末装置１００のいずれかに通信元または通信先を識別する識別情報が設定される。この例では、拠点Ａでは管理装置２００－１に識別情報としてＡＰＰ－１が設定され、拠点Ｂでは管理装置２００－２に識別情報としてＡＰＰ－２が設定されている。図７を用いて、拠点Ａの端末装置１００－１から拠点Ｂの端末装置１００－２へデータを送信する例について説明する。

【0045】

まず、管理装置２００－１及び管理装置２００－２は、ＱＫＤ装置３００－１及びＱＫＤ装置３００－２が生成した暗号鍵を含む鍵管理テーブルを共有している（Ｓ１０１）。図８は、このとき共有される鍵管理テーブルの具体例を示している。例えば、図８に示すように、鍵管理テーブルにＱＫＤ装置３００が生成した暗号鍵が所定のビット単位で蓄積され、各暗号鍵に鍵ＩＤが関連付けられて記憶されている。管理装置２００－１及び管理装置２００－２の鍵記憶部２０１は、同じビット単位で暗号鍵を記憶し、管理装置２００－１及び管理装置２００－２の鍵管理部２０２は、各暗号鍵に同じ方法で鍵ＩＤを割り当てる。例えば、暗号鍵の生成順に、同じ初期値からインクリメントした値を鍵ＩＤとして各暗号鍵に割り当てる。これにより、管理装置２００－１及び管理装置２００－２の鍵記憶部２０１に同じ鍵ＩＤの同じ暗号鍵が記憶され、鍵管理テーブルが共有される。

【0046】

次に、送信側の端末装置１００－１は、データを送信する際、通信元及び通信先を決定する（Ｓ１０２）。端末装置１００－１において、データを送信するためにユーザが暗号通信用のアプリケーションを操作し、通信先（受信側）の端末装置を選択する。例えば、端末装置１００－１のアプリケーション部１０１は、ユーザの操作に応じて選択された通信先の他の端末装置側（管理装置２００－２）のＩＤを通信先ＩＤ＝ＡＰＰ－２とし、通信元の自端末装置側（管理装置２００－１）のＩＤを通信元ＩＤ＝ＡＰＰ－１とする。

【0047】

次に、端末装置１００－１は、通信元及び通信先を含む鍵要求を管理装置２００－１へ送信する（Ｓ１０３）。端末装置１００－１の鍵取得部１０２は、アプリケーション部１０１が決定した通信元ＩＤ＝ＡＰＰ－１及び通信先ＩＤ＝ＡＰＰ－２を含む鍵要求を、鍵供給インタフェースを介して管理装置２００－１へ送信する。例えば、鍵取得部１０２は、１回の鍵要求により１つの暗号鍵を取得するため、暗号化／復号化するデータの長さと暗号鍵の長さに応じて、繰り返し鍵要求を送信する。

【0048】

次に、管理装置２００－１は、端末装置１００－１から鍵要求を受信すると、受信した鍵要求に含まれる通信元及び通信先に基づいて配布する暗号鍵を特定する（Ｓ１０４）。管理装置２００－１の鍵管理部２０２は、鍵管理テーブルを参照し、鍵要求で指定された通信元ＩＤ＝ＡＰＰ－１及び通信先ＩＤ＝ＡＰＰ－２に該当する暗号鍵を検索する。例えば、図８の鍵管理テーブルの場合、通信元ＩＤ＝ＡＰＰ－１及び通信先ＩＤ＝ＡＰＰ－２に該当する暗号鍵がない。このため、鍵管理部２０２は、鍵管理テーブルで未割り当ての暗号鍵のうち先頭（例えば鍵ＩＤが最小）の暗号鍵を通信元ＩＤ＝ＡＰＰ－１及び通信先ＩＤ＝ＡＰＰ－２用に割り当て、割り当てた暗号鍵を配布する暗号鍵とする。具体的には、図９に示すように、鍵ＩＤ＝００００１の暗号鍵を通信元ＩＤ＝ＡＰＰ－１及び通信先ＩＤ＝ＡＰＰ－２用に割り当て、割り当てた通信元ＩＤ及び通信先ＩＤを暗号鍵に関連付けて鍵管理テーブルに格納する。

【0049】

なお、鍵管理テーブルに通信元ＩＤ＝ＡＰＰ－１及び通信先ＩＤ＝ＡＰＰ－２に該当する暗号鍵がある場合、通信元に配布するために、該当する暗号鍵（通信元に配布済）を除いて、未割り当ての暗号鍵のうち先頭の暗号鍵を通信元ＩＤ＝ＡＰＰ－１及び通信先ＩＤ＝ＡＰＰ－２用に割り当てる。

【0050】

次に、管理装置２００－１は、特定された暗号鍵を端末装置１００－１へ配布する（Ｓ１０５）。管理装置２００－１の鍵供給部２０３は、鍵管理部２０２が割り当てた通信元ＩＤ＝ＡＰＰ－１及び通信先ＩＤ＝ＡＰＰ－２用の鍵ＩＤ＝００００１の暗号鍵を、鍵供給インタフェースを介して端末装置１００－１へ送信する。

【0051】

次に、管理装置２００－１は、端末装置１００－１へ暗号鍵を配布すると、鍵管理テーブルを更新する（Ｓ１０６）。管理装置２００－１の鍵管理部２０２は、暗号鍵の配布に応じて鍵管理テーブルの配布履歴を更新する。具体的には、図１０に示すように、通信元ＩＤ＝ＡＰＰ－１及び通信先ＩＤ＝ＡＰＰ－２用の鍵ＩＤ＝００００１の暗号鍵について、通信元の端末装置１００－１へ配布したため、配布履歴の通信元を配布済（図１０の例では丸印）に設定する。

【0052】

次に、管理装置２００－１は、管理装置２００－２へ鍵配布情報を通知する（Ｓ１０７）。管理装置２００－１の鍵共有部２０４は、鍵管理テーブルが更新されると（暗号鍵を配布すると）、更新された情報を共有するため、管理装置間の通信路を介して、鍵配布情報を管理装置２００－２へ送信する。鍵共有部２０４は、通信元の端末装置１００－１へ配布した暗号鍵に対応する鍵配布情報を管理装置２００－２へ送信する。この例では、鍵配布情報は、鍵ＩＤ＝００００１、通信元ＩＤ＝ＡＰＰ－１及び通信先ＩＤ＝ＡＰＰ－２を含む。鍵共有部２０４は、通信先ＩＤ（ＡＰＰ－２）から通信先の端末装置１００－２を収容する管理装置２００－２を特定し、特定した管理装置２００－２へ鍵配布情報を送信する。例えば、複数の通信路がある場合、特定した管理装置２００－２に対応する通信路を介して鍵配布情報を送信する。

【0053】

次に、管理装置２００－２は、管理装置２００－１から鍵配布情報を受信すると、受信した鍵配布情報に応じて鍵管理テーブルを更新する（Ｓ１０８）。管理装置２００－２の鍵管理部２０２は、鍵管理テーブルを参照し、受信した鍵配布情報に含まれる鍵ＩＤ＝００００１に該当する暗号鍵の情報を更新する。例えば、図８の鍵管理テーブルの状態で、鍵ＩＤ＝００００１に該当する暗号鍵を検索すると、該当する暗号鍵には、通信元ＩＤ及び通信先ＩＤ、配布履歴が未設定である。このため鍵ＩＤ＝００００１に該当する暗号鍵に、受信した鍵配布情報に含まれる通信元ＩＤ＝ＡＰＰ－１及び通信先ＩＤ＝ＡＰＰ－２を関連付け、さらに、送信側（通信元）の管理装置２００－１から鍵配布情報を受信したため、配布履歴の通信元に配布済を設定する。更新後の鍵管理テーブルは、図１０の状態となり、管理装置２００－１及び管理装置２００－２で鍵管理テーブルが共有される。

【0054】

一方、送信側の端末装置１００－１は、管理装置２００－１から暗号鍵が配布されると、送信データを暗号化する（Ｓ１０９）。端末装置１００－１の暗号化／復号化部１０３は、取得された暗号鍵を用いて、パーナム暗号により送信データ（平文データ）を暗号化する。送信データの長さが暗号鍵の長さ以下の場合、１つの暗号鍵を使用して送信データを暗号化し、送信データの長さが暗号鍵の長さを超える場合、複数の暗号鍵を使用して送信データを暗号化する。例えば、暗号鍵が１２８Ｋバイトで送信データが１００Ｋバイトの場合、取得した暗号鍵の先頭から１００Ｋバイトを使用して送信データを暗号化する。また、暗号鍵が１２８Ｋバイトで送信データが２００Ｋバイトの場合、２つの暗号鍵を取得し、１つ目の暗号鍵の１２８Ｋバイトと２つ目の暗号鍵の先頭から７２Ｋバイトを使用して送信データを暗号化する。なお、復号化の場合も同様である。

【0055】

次に、端末装置１００－１は、暗号化した暗号データを受信側の端末装置１００－２へ送信する（Ｓ１１０）。端末装置１００－１の通信部１０４は、暗号通信を行うため、端末装置間の通信路を介して、暗号データを端末装置１００－２へ送信する。通信部１０４は、暗号データとともに、通信元ＩＤ＝ＡＰＰ－１及び通信先ＩＤ＝ＡＰＰ－２を含めて（例えばデータのヘッダに含めて）、端末装置１００－２へ送信する。通信部１０４は、通信先ＩＤ（ＡＰＰ－２）から通信先の端末装置１００－２を特定し、特定した端末装置１００－２へ暗号データを送信する。例えば、複数の通信路がある場合、特定した端末装置１００－２に対応する通信路を介して暗号データを送信する。

【0056】

次に、受信側の端末装置１００－２は、端末装置１００－１から暗号データを受信すると、通信元及び通信先を決定する（Ｓ１１１）。端末装置１００－２の通信部１０４は、受信した暗号データから（例えばデータのヘッダから）通信元ＩＤ及び通信先ＩＤを取得し、通信元ＩＤ＝ＡＰＰ－１及び通信先ＩＤ＝ＡＰＰ－２と決定する。

【0057】

次に、端末装置１００－２は、通信元及び通信先を含む鍵要求を管理装置２００－２へ送信する（Ｓ１１２）。端末装置１００－２の鍵取得部１０２は、送信側の端末装置１００－１と同様に、通信部１０４が決定した通信元ＩＤ＝ＡＰＰ－１及び通信先ＩＤ＝ＡＰＰ－２を含む鍵要求を、鍵供給インタフェースを介して管理装置２００－２へ送信する。

【0058】

次に、管理装置２００－２は、端末装置１００－２から鍵要求を受信すると、受信した鍵要求に含まれる通信元及び通信先に基づいて配布する鍵を特定する（Ｓ１１３）。管理装置２００－２の鍵管理部２０２は、送信側の管理装置２００－１と同様に、鍵管理テーブルを参照し、鍵要求で指定された通信元ＩＤ＝ＡＰＰ－１及び通信先ＩＤ＝ＡＰＰ－２に該当する暗号鍵を検索する。例えば、図１０の鍵管理テーブルの場合、通信元ＩＤ＝ＡＰＰ－１及び通信先ＩＤ＝ＡＰＰ－２に該当する暗号鍵（通信元に配布済、通信先に未配布）がある。このため、鍵管理部２０２は、通信元ＩＤ＝ＡＰＰ－１及び通信先ＩＤ＝ＡＰＰ－２に該当し、通信先に未配布である鍵ＩＤ＝００００１の暗号鍵を、通信先に配布する暗号鍵とする。なお、通信元ＩＤ＝ＡＰＰ－１及び通信先ＩＤ＝ＡＰＰ－２に該当する暗号鍵が複数ある場合、通信先に未配布で先頭（例えば鍵ＩＤが最小）の暗号鍵を配布する暗号鍵とする。また、通信元ＩＤ＝ＡＰＰ－１及び通信先ＩＤ＝ＡＰＰ－２に該当する暗号鍵がない場合、送信側（Ｓ１０４）と同様に、鍵管理テーブルで未割り当ての暗号鍵のうち先頭の暗号鍵を配布用に割り当てる。

【0059】

次に、管理装置２００－２は、特定された暗号鍵を端末装置１００－２へ配布する（Ｓ１１４）。管理装置２００－２の鍵供給部２０３は、鍵管理部２０２が特定した通信元ＩＤ＝ＡＰＰ－１及び通信先ＩＤ＝ＡＰＰ－２用の鍵ＩＤ＝００００１の暗号鍵を、鍵供給インタフェースを介して端末装置１００－２へ送信する。

【0060】

次に、管理装置２００－２は、端末装置１００－２へ暗号鍵を配布すると、鍵管理テーブルを更新する（Ｓ１１５）。管理装置２００－２の鍵管理部２０２は、送信側の管理装置２００－１と同様に、暗号鍵の配布に応じて鍵管理テーブルの配布履歴を更新する。具体的には、図１１に示すように、通信元ＩＤ＝ＡＰＰ－１及び通信先ＩＤ＝ＡＰＰ－２用の鍵ＩＤ＝００００１の暗号鍵について、通信先の端末装置１００－２へ配布したため、配布履歴の通信先を配布済に設定する。

【0061】

次に、管理装置２００－２は、管理装置２００－１へ鍵配布情報を通知する（Ｓ１１６）。管理装置２００－２の鍵共有部２０４は、鍵管理テーブルが更新されると、更新された情報を共有するため、送信側の管理装置２００－１と同様に、管理装置間の通信路を介して、鍵配布情報を管理装置２００－１へ送信する。鍵共有部２０４は、通信先の端末装置１００－２へ配布した暗号鍵に対応する、鍵ＩＤ＝００００１、通信元ＩＤ＝ＡＰＰ－１及び通信先ＩＤ＝ＡＰＰ－２を含む鍵配布情報を、管理装置２００－１へ送信する。鍵共有部２０４は、通信元ＩＤ（ＡＰＰ－１）から通信元の管理装置２００－１を特定し、特定した管理装置２００－１へ鍵配布情報を送信する。

【0062】

次に、管理装置２００－１は、管理装置２００－２から鍵配布情報を受信すると、受信した鍵配布情報に応じて鍵管理テーブルを更新する（Ｓ１１７）。管理装置２００－１の鍵管理部２０２は、受信側の管理装置２００－２と同様に、鍵管理テーブルを参照し、受信した鍵配布情報に含まれる鍵ＩＤ＝００００１に該当する暗号鍵の情報を更新する。例えば、図１０の鍵管理テーブルの状態で、鍵ＩＤ＝００００１に該当する暗号鍵を検索すると、該当する暗号鍵には、通信元ＩＤ＝ＡＰＰ－１及び通信先ＩＤ＝ＡＰＰ－２が関連付けられており、配布履歴が通信元に配布済で通信先に未配布である。鍵ＩＤ＝００００１、通信元ＩＤ＝ＡＰＰ－１及び通信先ＩＤ＝ＡＰＰ－２に該当する暗号鍵について、受信側（通信先）の管理装置２００－２から鍵配布情報を受信したため、配布履歴の通信先を配布済に設定する。更新後の鍵管理テーブルは、図１１の状態となり、管理装置２００－１及び管理装置２００－２で鍵管理テーブルが共有される。

【0063】

一方、受信側の端末装置１００－２は、管理装置２００－２から暗号鍵が配布されると、端末装置１００－１から受信した受信データ（暗号データ）を復号化する（Ｓ１１８）。端末装置１００－２の暗号化／復号化部１０３は、取得された暗号鍵を用いて、パーナム暗号により受信した暗号データを平文データに復号化する。

【0064】

以上のように、本実施の形態では、端末装置が鍵ＩＤの指定ではなく事前に設定した通信元ＩＤ及び通信先ＩＤで鍵を指定することにより、管理装置から暗号鍵を取得する。これにより、関連する技術のように鍵ＩＤによる鍵取得が不要となり、事前に鍵ＩＤを共有する必要がない。そのため、端末装置側で一度設定することで、端末装置間がオンラインかどうかに関わらず、また、取得する鍵の量に制限なく、暗号鍵の取得が可能となる。

【0065】

（実施の形態２）
次に、実施の形態２について説明する。本実施の形態では、実施の形態１の通信システムにおいて、管理装置及び端末装置のそれぞれに識別情報が設定される例について説明する。通信システム及び各装置の構成は、実施の形態１と同様であるため、説明を省略する。

【0066】

図１２及び図１３は、本実施の形態に係る通信システムの動作例を示し、図１４は、本実施の形態に係る鍵管理テーブルの具体例を示している。本実施の形態では、各拠点の管理装置２００が２つの端末装置１００を収容し、管理装置２００及び端末装置１００に通信元または通信先を識別する識別情報が設定される。この例では、拠点Ａでは、管理装置２００－１にＡＰＰ－１、端末装置１００－１にＴｍ－１、端末装置１００－３にＴｍ－３が設定され、拠点Ｂでは、管理装置２００－２にＡＰＰ－２、端末装置１００－２にＴｍ－２、端末装置１００－４にＴｍ－４が設定されている。図１４のように、本実施形態の鍵管理テーブルでは、暗号鍵に通信元ＩＤ（通信元管理装置ＩＤ）、通信先ＩＤ（通信先管理装置ＩＤ）、通信元端末ＩＤ及び通信先端末ＩＤが関連付けられる。すなわち、鍵管理テーブルで暗号鍵に関連付けられる通信元識別情報及び通信先識別情報は、通信元及び通信先における端末装置１００及び管理装置２００の識別情報を含む。

【0067】

図１２に示すように、拠点Ａの端末装置１００－１から拠点Ｂの端末装置１００－２へデータを送信する場合、実施の形態１と同様、管理装置２００－１及び管理装置２００－２が鍵管理テーブルを共有している状態で（Ｓ１０１）、端末装置１００－１は、データを送信する際、通信元及び通信先を決定し（Ｓ１０２）、鍵要求を管理装置２００－１へ送信する（Ｓ１０３）。このとき、端末装置１００－１は、ユーザの操作に応じて決定した通信元ＩＤ＝ＡＰＰ－１、通信先ＩＤ＝ＡＰＰ－２、通信元端末ＩＤ＝Ｔｍ－１、通信先端末ＩＤ＝Ｔｍ－２を含む鍵要求を管理装置２００－１へ送信する。この例では、鍵要求で指定する通信元識別情報及び通信先識別情報は、鍵管理テーブルと同様に、通信元及び通信先における端末装置１００の識別情報及び管理装置２００の識別情報を含む。

【0068】

次に、管理装置２００－１は、受信した鍵要求に含まれる通信元ＩＤ、通信先ＩＤ、通信元端末ＩＤ、通信先端末ＩＤに基づいて配布する暗号鍵を特定し（Ｓ１０４）、特定した暗号鍵を端末装置１００－１へ配布する（Ｓ１０５）。このとき、管理装置２００－１は、鍵管理テーブルを参照し、鍵要求で指定された通信元ＩＤ＝ＡＰＰ－１、通信先ＩＤ＝ＡＰＰ－２、通信元端末ＩＤ＝Ｔｍ－１、通信先端末ＩＤ＝Ｔｍ－２に該当する暗号鍵を検索することで、配布する暗号鍵を特定する。例えば、管理装置２００－１は、通信元ＩＤ＝ＡＰＰ－１、通信先ＩＤ＝ＡＰＰ－２、通信元端末ＩＤ＝Ｔｍ－１、通信先端末ＩＤ＝Ｔｍ－２用に割り当てた鍵ＩＤ＝００００１の暗号鍵を端末装置１００－１へ送信する。

【0069】

次に、管理装置２００－１は、鍵管理テーブルを更新し（Ｓ１０６）、管理装置２００－２へ鍵配布情報を通知する（Ｓ１０７）。管理装置２００－２は、受信した鍵配布情報に応じて鍵管理テーブルを更新する（Ｓ１０８）。この例では、鍵配布情報は、端末装置１００－１に配布した暗号鍵の鍵ＩＤ＝００００１、通信元ＩＤ＝ＡＰＰ－１、通信先ＩＤ＝ＡＰＰ－２、通信元端末ＩＤ＝Ｔｍ－１、通信先端末ＩＤ＝Ｔｍ－２を含む。

【0070】

また、送信側の端末装置１００－１は、配布された暗号鍵を用いて送信データを暗号化し（Ｓ１０９）、暗号化した暗号データを受信側の端末装置１００－２へ送信する（Ｓ１１０）。このとき、端末装置１００－１は、暗号データとともに、通信元ＩＤ＝ＡＰＰ－１、通信先ＩＤ＝ＡＰＰ－２、通信元端末ＩＤ＝Ｔｍ－１、通信先端末ＩＤ＝Ｔｍ－２を含めて、端末装置１００－２へ送信する。

【0071】

次に、受信側の端末装置１００－２は、受信した暗号データに基づいて通信元及び通信先を決定し（Ｓ１１１）、決定した通信元及び通信先を含む鍵要求を管理装置２００－２へ送信する（Ｓ１１２）。このとき、端末装置１００－２は、受信した暗号データから取得される通信元ＩＤ＝ＡＰＰ－１、通信先ＩＤ＝ＡＰＰ－２、通信元端末ＩＤ＝Ｔｍ－１、通信先端末ＩＤ＝Ｔｍ－２を含む鍵要求を管理装置２００－２へ送信する。

【0072】

その後、実施の形態１及び送信側と同様に、管理装置２００－２は、端末装置１００－２へ暗号鍵を配布し（Ｓ１１３、Ｓ１１４）、鍵管理テーブルを更新及び鍵配布情報を通知する（Ｓ１１５－Ｓ１１７）。この例では、鍵配布情報は、端末装置１００－２に配布した暗号鍵の鍵ＩＤ＝００００１、通信元ＩＤ＝ＡＰＰ－１、通信先ＩＤ＝ＡＰＰ－２、通信元端末ＩＤ＝Ｔｍ－１、通信先端末ＩＤ＝Ｔｍ－２を含む。また、端末装置１００－２は、配布された暗号鍵を用いて受信した暗号データを復号化する（Ｓ１１８）。

【0073】

また、図１３に示すように、拠点Ａの端末装置１００－３から拠点Ｂの端末装置１００－４へデータを送信する場合、送信側の端末装置１００－３は、通信元ＩＤ＝ＡＰＰ－１、通信先ＩＤ＝ＡＰＰ－２、通信元端末ＩＤ＝Ｔｍ－３、通信先端末ＩＤ＝Ｔｍ－４を含む鍵要求を管理装置２００－１へ送信する（Ｓ１０３）。管理装置２００－１は、例えば、端末装置１００－３に配布した暗号鍵の鍵ＩＤ＝００００２、通信元ＩＤ＝ＡＰＰ－１、通信先ＩＤ＝ＡＰＰ－２、通信元端末ＩＤ＝Ｔｍ－３、通信先端末ＩＤ＝Ｔｍ－４を含む鍵配布情報を管理装置２００－２へ通知する（Ｓ１０７）。受信側の端末装置１００－４は、通信元ＩＤ＝ＡＰＰ－１、通信先ＩＤ＝ＡＰＰ－２、通信元端末ＩＤ＝Ｔｍ－３、通信先端末ＩＤ＝Ｔｍ－４を含む鍵要求を管理装置２００－２へ送信する（Ｓ１１２）。管理装置２００－２は、例えば、端末装置１００－４に配布した暗号鍵の鍵ＩＤ＝００００２、通信元ＩＤ＝ＡＰＰ－１、通信先ＩＤ＝ＡＰＰ－２、通信元端末ＩＤ＝Ｔｍ－３、通信先端末ＩＤ＝Ｔｍ－４を含む鍵配布情報を管理装置２００－１へ通知する（Ｓ１１６）。

【0074】

以上のように、本実施の形態では、管理装置及び端末装置に識別情報を設定し、端末装置からこれらの識別情報を含めて通信元及び通信先を指定し、暗号鍵を取得するようにした。これにより、各拠点で管理装置に複数の端末装置が収容される場合でも、各端末装置用に暗号鍵を指定できるため、各端末装置に確実に暗号鍵を配布することができる。

【0075】

なお、本開示は上記実施の形態に限られたものではなく、趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更することが可能である。

【0076】

上述の実施形態における各構成は、ハードウェア又はソフトウェア、もしくはその両方によって構成され、１つのハードウェア又はソフトウェアから構成してもよいし、複数のハードウェア又はソフトウェアから構成してもよい。各装置及び各機能（処理）を、図１５に示すような、ＣＰＵ（Central Processing Unit）等のプロセッサ３１及び記憶装置であるメモリ３２を有するコンピュータ３０により実現してもよい。例えば、メモリ３２に実施形態における方法（通信方法や管理方法）を行うためのプログラムを格納し、各機能を、メモリ３２に格納されたプログラムをプロセッサ３１で実行することにより実現してもよい。

【0077】

これらのプログラムは、コンピュータに読み込まれた場合に、実施形態で説明された１又はそれ以上の機能をコンピュータに行わせるための命令群（又はソフトウェアコード）を含む。プログラムは、非一時的なコンピュータ可読媒体又は実体のある記憶媒体に格納されてもよい。限定ではなく例として、コンピュータ可読媒体又は実体のある記憶媒体は、random-access memory（RAM）、read-only memory（ROM）、フラッシュメモリ、solid-state drive（SSD）又はその他のメモリ技術、CD-ROM、digital versatile disc（DVD）、Blu-ray（登録商標）ディスク又はその他の光ディスクストレージ、磁気カセット、磁気テープ、磁気ディスクストレージ又はその他の磁気ストレージデバイスを含む。プログラムは、一時的なコンピュータ可読媒体又は通信媒体上で送信されてもよい。限定ではなく例として、一時的なコンピュータ可読媒体又は通信媒体は、電気的、光学的、音響的、またはその他の形式の伝搬信号を含む。

【0078】

以上、実施の形態を参照して本開示を説明したが、本開示は上記実施の形態に限定されるものではない。本開示の構成や詳細には、本開示のスコープ内で当業者が理解し得る様々な変更をすることができる。

【0079】

上記の実施形態の一部又は全部は、以下の付記のようにも記載されうるが、以下には限られない。
（付記１）
量子鍵配送された暗号鍵を管理する管理装置に対し通信元識別情報及び通信先識別情報を指定して暗号鍵を要求することで、前記管理装置から暗号鍵を取得する取得手段と、
前記取得された暗号鍵を用いて他の端末装置と暗号通信を行う通信手段と、
を備える端末装置。
（付記２）
前記通信元識別情報及び前記通信先識別情報は、前記管理装置と前記端末装置のいずれか、または両方の識別情報を含む、
付記１に記載の端末装置。
（付記３）
前記取得手段は、通信データの長さに応じて前記暗号鍵の要求する、
付記１または２に記載の端末装置。
（付記４）
前記取得手段は、通信データの長さと前記暗号鍵の長さに基づいて、前記暗号鍵の要求を繰り返す、
付記３に記載の端末装置。
（付記５）
前記通信手段は、バーナム暗号により暗号化または復号化を行う、
付記１乃至４のいずれか一項に記載の端末装置。
（付記６）
データを送信する場合、データの送信元及び送信先に応じて、前記通信元識別情報及び前記通信先識別情報を決定する決定手段を備え、
前記通信手段は、前記取得された暗号鍵により暗号化されたデータを前記他の端末装置へ送信する、
付記１乃至５のいずれか一項に記載の端末装置。
（付記７）
前記通信手段は、データを受信する場合、前記受信したデータに基づいて、前記通信元識別情報及び前記通信先識別情報を決定し、前記取得された暗号鍵により前記受信したデータを復号化する、
付記１乃至６のいずれか一項に記載の端末装置。
（付記８）
量子鍵配送された複数の暗号鍵を管理する管理手段と、
他の端末装置と暗号通信を行う端末装置からの通信元識別情報及び通信先識別情報を指定した暗号鍵の要求に基づいて、前記管理された暗号鍵の中から特定される暗号鍵を前記端末装置へ配布する配布手段と、
を備える管理装置。
（付記９）
前記通信元識別情報及び前記通信先識別情報は、前記管理装置と前記端末装置のいずれか、または両方の識別情報を含む、
付記８に記載の管理装置。
（付記１０）
前記管理手段は、前記暗号鍵と前記通信元識別情報及び前記通信先識別情報とを関連付ける暗号鍵管理情報を管理する、
付記８または９に記載の管理装置。
（付記１１）
前記管理手段は、前記暗号鍵管理情報において、前記要求により指定された通信元識別情報及び通信先識別情報に該当する暗号鍵がない場合、前記複数の暗号鍵から選択される暗号鍵に前記通信元識別情報及び前記通信先識別情報を関連付けることで、前記端末装置へ配布する暗号鍵を特定する、
付記１０に記載の管理装置。
（付記１２）
前記管理手段は、前記暗号鍵管理情報において、前記要求により指定された通信元識別情報及び通信先識別情報に該当する暗号鍵がある場合、前記該当する暗号鍵を前記端末装置へ配布する暗号鍵として特定する、
付記１０または１１に記載の管理装置。
（付記１３）
前記他の端末装置を収容する他の管理装置との間で、前記暗号鍵管理情報を共有する共有手段を備える、
付記１０乃至１２のいずれか一項に記載の管理装置。
（付記１４）
前記共有手段は、前記暗号鍵管理情報が更新された場合に、前記他の管理装置へ前記暗号鍵管理情報の更新を通知する、
付記１３に記載の管理装置。
（付記１５）
前記暗号鍵管理情報は、前記暗号鍵と暗号鍵識別情報とを関連付け、
前記共有手段は、前記通知として、前記暗号鍵管理情報において前記配布した暗号鍵に対応する前記暗号鍵識別情報、前記通信元識別情報及び前記通信先識別情報を前記他の管理装置へ送信する、
付記１４に記載の管理装置。
（付記１６）
前記共有手段は、前記通知を受信した場合、前記暗号鍵識別情報、前記通信元識別情報及び前記通信先識別情報に応じて、前記暗号鍵管理情報を更新する、
付記１５に記載の管理装置。
（付記１７）
前記暗号鍵管理情報は、前記暗号鍵と通信元及び通信先の前記端末装置への配布履歴とを関連付ける、
付記１０乃至１６のいずれか一項に記載の管理装置。
（付記１８）
端末装置と管理装置とを備えた通信システムであって、
前記端末装置は、
前記管理装置に対し通信元識別情報及び通信先識別情報を指定して暗号鍵を要求することで、前記管理装置から暗号鍵を取得する取得手段と、
前記取得された暗号鍵を用いて他の端末装置と暗号通信を行う通信手段と、
を備え、
前記管理装置は、
量子鍵配送された複数の暗号鍵を管理する管理手段と、
前記端末装置からの通信元識別情報及び通信先識別情報を指定した暗号鍵の要求に基づいて、前記管理された暗号鍵の中から特定される暗号鍵を前記端末装置へ配布する配布手段と、
を備える通信システム。
（付記１９）
量子鍵配送された暗号鍵を管理する管理装置に対し通信元識別情報及び通信先識別情報を指定して暗号鍵を要求することで、前記管理装置から暗号鍵を取得し、
前記取得された暗号鍵を用いて他の端末装置と暗号通信を行う、
端末装置の通信方法。
（付記２０）
量子鍵配送された複数の暗号鍵を管理し、
他の端末装置と暗号通信を行う端末装置からの通信元識別情報及び通信先識別情報を指定した暗号鍵の要求に基づいて、前記管理された暗号鍵の中から特定される暗号鍵を前記端末装置へ配布する、
管理装置の管理方法。
（付記２１）
量子鍵配送された暗号鍵を管理する管理装置に対し通信元識別情報及び通信先識別情報を指定して暗号鍵を要求することで、前記管理装置から暗号鍵を取得し、
前記取得された暗号鍵を用いて他の端末装置と暗号通信を行う、
処理をコンピュータに実行させるためのプログラムが格納された非一時的なコンピュータ可読媒体。
（付記２２）
量子鍵配送された複数の暗号鍵を管理し、
他の端末装置と暗号通信を行う端末装置からの通信元識別情報及び通信先識別情報を指定した暗号鍵の要求に基づいて、前記管理された暗号鍵の中から特定される暗号鍵を前記端末装置へ配布する、
処理をコンピュータに実行させるためのプログラムが格納された非一時的なコンピュータ可読媒体。

【符号の説明】

【0080】

１ 通信システム
１０ 端末装置
１１ 取得部
１２ 通信部
２０ 管理装置
２１ 管理部
２２ 配布部
３０ コンピュータ
３１ プロセッサ
３２ メモリ
１００ 端末装置
１０１ アプリケーション部
１０２ 鍵取得部
１０３ 暗号化／復号化部
１０４ 通信部
２００ 管理装置
２０１ 鍵記憶部
２０２ 鍵管理部
２０３ 鍵供給部
２０４ 鍵共有部
３００ ＱＫＤ装置
４０１ アプリケーションレイヤ
４０２ 鍵管理レイヤ
４０３ 量子鍵生成レイヤ

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】