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QUANTUM CRYPTOGRAPHIC KEY OUTPUT APPARATUS, QUANTUM CRYPTOGRAPHIC KEY COMMUNICATION SYSTEM, AND QUANTUM CRYPTOGRAPHIC KEY OUTPUT METHOD

Foreign code F180009363
File No. (S2016-1093-N0)
Posted date Apr 19, 2018
Country WIPO
International application number 2017JP031800
International publication number WO 2018043742
Date of international filing Sep 4, 2017
Date of international publication Mar 8, 2018
Priority data
  • P2016-173063 (Sep 5, 2016) JP
Title QUANTUM CRYPTOGRAPHIC KEY OUTPUT APPARATUS, QUANTUM CRYPTOGRAPHIC KEY COMMUNICATION SYSTEM, AND QUANTUM CRYPTOGRAPHIC KEY OUTPUT METHOD
Abstract A quantum cryptographic key output apparatus 1 comprises: a semiconductor laser device 10 that repetitively generates a pulse laser light L; an encoder 11 that encodes the pulse laser light on the basis of a quantum cryptographic key; a light branch unit 12 that branches the pulse laser light L; and an attenuator 13 that attenuates the optical intensity of a first pulse laser light L1 such that the number of photons of the first pulse laser light L1 becomes equal to any one of a plurality of candidate values that are values equal to or less than one. The quantum cryptographic key output apparatus 1 also comprises: an optical intensity determination unit 15 that determines whether the optical intensity of a second pulse laser light L2 is within a predetermined range; and an information output unit 16 that outputs, to a quantum cryptographic key input apparatus 2, identification information for identifying the first pulse laser light L1 corresponding to the second pulse laser light L2 the optical intensity of which is not within the predetermined range.
Outline of related art and contending technology BACKGROUND ART
Safety information theory for transmission of a quantum encryption key information is known a communication system. Quantum cryptography communication system, the sender of the information, quantum key distribution (QKD: Quantum Key Distribution) by, a photon quantum cryptography key is transmitted to the recipient. In addition, the sender, the recipient of information to be sent to the quantum encryption key, the encrypted information is transmitted to the recipient by any communication means. Then, the recipient, the encrypted encryption key is decrypted by the quantum information. Thus, the sender information is transmitted to a recipient. Here, the quantum encryption key is transmitted to the recipient from a sender at the time of wiretapping by a third party and the quantum cryptography key, a quantum cryptographic key with the quantum state of the photon varies depending on the uncertainty principle. Therefore, eavesdropping in the quantum encryption key to the trace of eavesdropping remains always photon and thus, the sender and the receiver, the eavesdropping of the quantum cryptography key can be reliably detected.
In the quantum key distribution, is received from a sender are transmitted to the key to the quantum encryption key distillation processing is executed. Key distillation processing is, for example eavesdropping, noise due to the quantum encryption key and the error correction of an error, such as eavesdropping of the information is leaked from the quantum encryption key, information leak can be regarded as not to generate a quantum cryptographic key with the confidentiality of the enhancement, including. Is a privacy, information of the leaked amount of the quantum cryptography key-related information (the leaked information amount) of the estimated upper limit, the upper limit of the estimated amount of information leakage according to the quantum cryptography key by reducing the amount of information, thereby improving the stability of the quantum cryptography key. As described above, in quantum key distribution, information theoretically secure transmission of information becomes possible.
In such a quantum key distribution quantum cryptography key can be executed as a communication system, the decoy BB84 is employed, pulse laser light source and repeatedly generated, the coded pulse laser light with information about the encryption key and generating an optical pulse encoder, the number of photons of the pulse laser light 1 is less than or equal to any one of the plurality of candidate values of the pulse laser light so that an attenuator which attenuates the light intensity and, by means of a known (for example, see Patent Document 1).
Scope of claims (In Japanese)[請求項1]
量子暗号鍵の生成に用いられる符号化されたパルスレーザ光を生成し、当該パルスレーザ光からなる光パルス列を量子暗号鍵入力装置に出力する量子暗号鍵出力装置であって、
前記パルスレーザ光を繰り返し生成する光源と、
前記量子暗号鍵に基づいて前記パルスレーザ光を符号化するエンコーダと、
符号化された前記パルスレーザ光を第1光路及び第2光路に所定の光強度比となるように分岐させる光分岐部と、
前記第1光路に分岐された前記パルスレーザ光である第1パルスレーザ光の光子数が1以下の値である複数の候補値のうちの何れかとなるように、前記第1パルスレーザ光の光強度を減衰させる減衰部と、
前記減衰部によって光強度を減衰させられた前記第1パルスレーザ光を前記量子暗号鍵入力装置に出力する光出力部と、
前記第2光路に分岐された前記パルスレーザ光である第2パルスレーザ光の光強度が所定の範囲内にあるか否かを判定する光強度判定部と、
前記光強度判定部によって光強度が前記所定の範囲内にないと判定された前記第2パルスレーザ光に対応する前記第1パルスレーザ光を特定する特定情報を、前記量子暗号鍵入力装置に出力する情報出力部と、を備える、量子暗号鍵出力装置。
[請求項2]
前記光強度判定部は、
前記第2パルスレーザ光を入力し、入力された前記第2パルスレーザ光の光強度に応じた電気信号を出力する光電変換部と、
前記光電変換部によって出力された前記電気信号に基づいて、当該電気信号に係る前記第2パルスレーザ光の光強度が前記所定の範囲内にあるか否かを判定する比較部と、を有する、請求項1に記載の量子暗号鍵出力装置。
[請求項3]
前記特定情報は、前記光源によって繰り返し生成される前記パルスレーザ光に係る前記第1パルスレーザ光のうち、前記光強度判定部によって光強度が前記所定の範囲内にないと判定された前記第2パルスレーザ光に対応する前記第1パルスレーザ光の順番に関する情報を含む、請求項1又は2に記載の量子暗号鍵出力装置。
[請求項4]
前記特定情報は、前記光源によって繰り返し生成される前記パルスレーザ光に係る前記第1パルスレーザ光のうち、前記光強度判定部によって光強度が前記所定の範囲内にあると判定された前記第2パルスレーザ光に対応する前記第1パルスレーザ光の順番に関する情報を含む、請求項1~3の何れか一項に記載の量子暗号鍵出力装置。
[請求項5]
前記エンコーダは、
前記パルスレーザ光を互いに干渉性を有する一対のパルスに分割する干渉計と、
前記パルスレーザ光の位相を変調する位相変調部と、
前記パルスレーザ光の光強度を変調する強度変調部と、を有し、
前記パルスレーザ光を、前記干渉計によって前記一対のパルスに分割すると共に、前記位相変調部によって当該パルスレーザ光の位相を変調し、且つ、前記強度変調部によって当該パルスレーザ光の光強度を変調することによって、当該パルスレーザ光を符号化する、請求項1~4の何れか一項に記載の量子暗号鍵出力装置。
[請求項6]
前記位相変調部は、前記干渉計よりも後段に配置されている、請求項5に記載の量子暗号鍵出力装置。
[請求項7]
請求項1~6の何れか一項に記載の量子暗号鍵出力装置と、
前記量子暗号鍵出力装置によって出力される前記光パルス列を入力する量子暗号鍵入力装置と、を具備し、
前記量子暗号鍵入力装置は、
前記光出力部によって出力された前記第1パルスレーザ光を入力する光入力部と、
前記情報出力部によって出力された前記特定情報を入力する情報入力部と、
前記光入力部によって入力された前記第1パルスレーザ光から、前記情報入力部によって入力された前記特定情報によって特定される前記第1パルスレーザ光を除外して、新たな量子暗号鍵とする鍵蒸留部と、を備える、量子暗号鍵通信システム。
[請求項8]
量子暗号鍵の生成に用いられる符号化されたパルスレーザ光を生成し、当該パルスレーザ光からなる光パルス列を量子暗号鍵入力装置に出力する量子暗号鍵出力方法であって、
前記パルスレーザ光を繰り返し生成する発光工程と、
前記量子暗号鍵に基づいて前記パルスレーザ光を符号化する符号化工程と、
符号化された前記パルスレーザ光を第1光路及び第2光路に所定の光強度比となるように分岐させる光分岐工程と、
前記第1光路に分岐された前記パルスレーザ光である第1パルスレーザ光の光子数が1以下の値である複数の候補値のうちの何れかとなるように、前記第1パルスレーザ光の光強度を減衰させる減衰工程と、
光強度を減衰させられた前記第1パルスレーザ光を前記量子暗号鍵入力装置に出力する光出力工程と、
前記第2光路に分岐された前記パルスレーザ光である第2パルスレーザ光の光強度が所定の範囲内にあるか否かを判定する光強度判定工程と、
光強度が前記所定の範囲内にないと判定された前記第2パルスレーザ光に対応する前記第1パルスレーザ光を特定する特定情報を、前記量子暗号鍵入力装置に出力する情報出力工程と、を備える、量子暗号鍵出力方法。
  • Applicant
  • ※All designated countries except for US in the data before July 2012
  • HOKKAIDO UNIVERSITY
  • Inventor
  • TOMITA Akihisa
  • NAKATA Kensuke
IPC(International Patent Classification)
Specified countries National States: AE AG AL AM AO AT AU AZ BA BB BG BH BN BR BW BY BZ CA CH CL CN CO CR CU CZ DE DJ DK DM DO DZ EC EE EG ES FI GB GD GE GH GM GT HN HR HU ID IL IN IR IS JO JP KE KG KH KN KP KR KW KZ LA LC LK LR LS LU LY MA MD ME MG MK MN MW MX MY MZ NA NG NI NO NZ OM PA PE PG PH PL PT QA RO RS RU RW SA SC SD SE SG SK SL SM ST SV SY TH TJ TM TN TR TT TZ UA UG US UZ VC VN ZA ZM ZW
ARIPO: BW GH GM KE LR LS MW MZ NA RW SD SL SZ TZ UG ZM ZW
EAPO: AM AZ BY KG KZ RU TJ TM
EPO: AL AT BE BG CH CY CZ DE DK EE ES FI FR GB GR HR HU IE IS IT LT LU LV MC MK MT NL NO PL PT RO RS SE SI SK SM TR
OAPI: BF BJ CF CG CI CM GA GN GQ GW KM ML MR NE SN ST TD TG
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