量子鍵配送方式の安全性および鍵共有に関する通信路容量の解析

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現在標準的に用いられている多くの暗号技術の安全性は,桁数の大きい素因数分解問題や離散対数問題を解くのが難しいといういわゆる計算量的な仮定にもとづいている.このような計算量的な仮定にもとづく暗号は,計算機能力の向上やアルゴリズムの発展に伴い,長い期間にわたってその安全性を確保することが難しくなってきている.さらに,量子コンピュータが実現したり,多くの研究者の予想に反してP=NPが示されたりすると安全性そのものがまったく保証されないという事態になってしまう.これに対して,量子暗号の目的は,無限の計算資源をもつ攻撃者に対しても安全性を保障することのできる(したがって,計算量的な仮定によらない)暗号技術を構成することであり,「無条件の安全性」と呼ばれる極めて強い安全性を保証することのできる暗号技術として現在注目されている.本研究の目的は,量子暗号(さらには量子情報技術)の中で現在最も実用化に近いと考えられている量子鍵配送方式について,その安全性および効率性の観点から解析し,実用化に向けた提案を行うことである.量子鍵配送において,送信機あるいは受信機が理想的であると仮定するとその安全性証明は容易になるが,現実的な量子鍵配送の実装においては一般に送信機および受信機が理想的であるとは考えにくい.本年度は,非常に一般的な状況(送信機あるいは受信機の特性が分かっているという条件のみを課した状況)において,B92プロトコル,DPSQKDプロトコルに代表される非直交量子状態を用いた量子鍵配送の安全性を証明した.