■ Ａntenna！≪アンテナ≫ 興味深いｗｅｂニュース ■　＃ 2002/11/16
 
 
▼絶対盗聴不可能、三菱の量子暗号通信システムが87kmの長距離通信に成功

http://pcweb.mycom.co.jp/news/2002/11/14/07.html 
http://slashdot.jp/articles/02/11/14/2341256.shtml 
 
>三菱電機は、光子を用いた通信によって物理的な盗聴を防御する量子暗号と、
>既存の現代暗号を組み合わせた統合型の量子暗号通信システムが、87kmとい
>う世界最長距離での通信に成功した、と発表した。実用レベルのシステムで
>の実験成功は世界でも初めてのこと。
 
　量子暗号ですが、これは(量子物理学が正しければ)理論的に盗聴不能、つま
り究極の暗号です。
 
　現在の暗号(RSA暗号)は、時間さえあればコンピュータで鍵(となる素数の組)
をさがしだすことができます。それを我々が使ってるのは、鍵を探し出すのに
かかる時間が膨大だからです。
 
　しかし、量子コンピュータが開発されると終わりです。量子コンピュータは
現在のコンピュータとは比べ物にならない高い性能をもつコンピュータで、
RSA暗号を簡単・短時間で解いてしまいます。
 
量子コンピュータは、現在のコンピュータが、場合ごと場合ごとにチェックをし
ていき解を得るのに対して、量子コンピュータは、量子物理学の「イベントの度、
複数の宇宙が生じる」という考え方により、いっぺんに全ての場合を生じさせチ
ェックして解を得るため、計算スピードが段違いに速いのです。
 
　量子暗号について説明します
 
　量子暗号(のひとつ)では、使い捨ての鍵を使います。正規の送信者・受信者は
同じ鍵を持ち、暗号化・復号を行います。この方法は理論的に完璧に安全で鍵が
漏れなければ、本文が盗聴されても盗聴者は復号できません。しかし、鍵の輸送
(通信)時に、盗聴され、鍵をコピーされたら、安全でなくなります。
 
　よって、量子暗号の核は、送信者・受信者が同じ鍵を持つ方法にあります。
 
　量子物理によると、系は観測されると変化します。観測するにはエネルギーを
対象にあてる必要があるからです。例えば、物が見える、ということは、その物
に光があたっているということで、光をあてられた物は、我々には分からないほど
少しですが、その時点で変化しています。
 
　量子暗号では、鍵を共有する課程において、光の偏極を用います。偏極とは、
光を構成する電場の向きで、これは観測により変化をうけます。光子ひとつひと
つについて観測すれば、変化は確実に検知されます。
 
　盗聴が行われたなら、鍵についての通信内容(光子の列)に変化が生じて受信者に
届きますから、送信者が送った内容と受信者が受けた内容の一部について(通常回線
で)照らし合わせ、変化が生じていれば盗聴されていたと分かります。変化が生じて
いなければ、照らし合わせの際、送信者あるいは受信者が公開した一部(これは
盗聴されます)を除去して、鍵とすればいいのです。
 
　なお、鍵の共有について、この照らし合わせの前にもう一段階いれることもでき
ます。
 
　光の偏極を─,│,＼,／の4方向いずれかにするとします(光をフィルターに通すと
できます)。─と＼が'1'、│と／が'0'を表わすとします。また、─と│を＋組、
＼と／を×組としましょう。
 
　送信者はランダムに 4方向のいずれかに偏極させた、光子の列を受信者に送りま
す。受信者は＋組については100%正しく検知するが、×組では50%誤る＋型の検知器
と、逆に、×組については100%正しく検知するが、＋組では50%誤る×型の検知器を
光子ごとにランダムに取り替えて受信します。
 
　送信後、送信者は、各光子の偏極について＋組なのか×組なのかを、受信者は、
使った検知器が＋型なのか×型なのかを(通常回線で)照らし合わせ、お互い一致した
(つまり受信者が100%正しく受信している)光子についてのみ採用し、1,0の列の鍵に
します。
 
　盗聴者も＋型または×型の検知器で光子ごとに受信しますが、盗聴者が使用した
検知器の＋,×の組と、受信者の使用した＋,×の組には、違うところがありますから、
(受信者は光子ごとにランダムに＋,×を取り替えているのです)鍵は分かりません。
 
それなら＋,×の検出器両方とも使えばいいんじゃないか、となりますが、先述した
とおり観測で偏極は変わってしまいますから、2回目に光子を通す検出器はあてにな
りません。
 
 
参考文献:
 
　サイモン・シン「暗号解読」新潮社,2001
　http://webopac2.ndl.go.jp/ows-bin/syousai.cgi?S_NO=1&S_DB=A0XX&TMPFILE=tmp_7474_5921&SORTKEY=0 
 
追記:
 
　量子物理が嫌いな人は、ひとまず踊ってみましょう。理解は全く深まりませんが。
 
　＞ http://schrodinger.haun.org/ 
 
 
 
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