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QUANTUM PROGRAM SECRETING DEVICE, AND QUANTUM PROGRAM SECRETING METHOD commons

Patent code P08P005716
File No. K021P06
Posted date Dec 5, 2008
Application number P2007-136984
Publication number P2008-294666A
Patent number P5105408
Date of filing May 23, 2007
Date of publication of application Dec 4, 2008
Date of registration Oct 12, 2012
Inventor
  • (In Japanese)村尾 美緒
  • (In Japanese)田中 雄
Applicant
  • (In Japanese)国立研究開発法人科学技術振興機構
Title QUANTUM PROGRAM SECRETING DEVICE, AND QUANTUM PROGRAM SECRETING METHOD commons
Abstract PROBLEM TO BE SOLVED: To cause a person having authority to execute a quantum program without allowing the person to know its arithmetic operation contents.
SOLUTION: This quantum program secreting device 10 is provided with: an extending part 12 for generating an extended quantum program that includes an input quantum program and has a quantum secret key quantum bit space corresponding to a quantum secret key in addition to an input quantum bit space of the quantum program; a control arithmetic operation adding part 13 for rewriting the extended quantum program so as to perform a control arithmetic operation for executing the quantum program when the quantum secret key quantum bit space is in a prescribed state; an encrypting part 15 for adding a first quantum gate sequence and a second quantum gate sequence for performing an arithmetic operation of a state of the quantum secret key quantum bit space to the extension quantum program; a secret key generating part 16 for generating a quantum secret key by performing an inverse operation of a first quantum gate sequence; and an obfuscation part 17 for obfuscating the extended quantum program with the first quantum gate sequence added thereto.
Outline of related art and contending technology (In Japanese)


公開通信路を通じて情報を安全に送るために現在広く用いられている公開鍵暗号は、古典計算機による計算量によって安全が保障されているものである。また、BB84等これまでに提案された量子暗号(量子鍵分配)では、認証が正しく行われていれば無条件安全性が保障される。しかし、上記の方法では、量子計算機が用いられた場合には安全性が保障されない。量子系を用いた公開鍵プロトコルについては、下記の非特許文献1に記載されているような研究がある。
【非特許文献1】
A. Kawachi et al, Proc.EUROCRYPT 2005, LNCS 3494, 268, 2005

Field of industrial application (In Japanese)


本発明は、ユニタリ変換を示す量子ゲート列を含む量子プログラムを秘匿化する量子プログラム秘匿化装置、及び当該量子プログラム秘匿化装置による量子プログラム秘匿化方法に関する。

Scope of claims (In Japanese)
【請求項1】
 
ユニタリ変換を示す量子ゲート列を含む量子プログラムを入力する入力手段と、
前記入力手段により入力された量子プログラムを含み、当該量子プログラムの入力量子ビット空間に加えて、量子秘密鍵に応じた量子ビット空間である量子秘密鍵量子ビット空間を有する拡張量子プログラムを生成する拡張手段と、
前記拡張手段により生成された拡張量子プログラムを、前記量子秘密鍵量子ビット空間が所定の状態である場合に、当該拡張量子プログラムに含まれる量子プログラムを実行する制御演算を行うように書き換える制御演算付加手段と、
前記演算制御付加手段により書き換えられる拡張量子プログラムに、前記制御演算が行われる前の前記量子秘密鍵量子ビット空間の状態に対して演算を行う第1の量子ゲート列を追加すると共に当該拡張量子プログラムに、前記制御演算が行われた後の前記量子秘密鍵量子ビット空間の状態に対して演算を行う第2の量子ゲート列を追加する暗号化手段と、
前記量子秘密鍵量子ビット空間の前記所定の状態に対して、前記暗号化手段により追加された第1の量子ゲート列の逆演算を行うことによって量子秘密鍵を生成する秘密鍵生成手段と、
前記暗号化手段により前記第1の量子ゲート列が追加された拡張量子プログラムに対して、量子ゲート列の入れ替え及び量子ゲート列の追加の少なくとも何れかを、予め記憶したルールに基づいて行う難読化手段と、
前記難読化手段による処理が行われた拡張量子プログラム、及び秘密鍵生成手段により生成された量子秘密鍵を出力する出力手段と、
を備える量子プログラム秘匿化装置。

【請求項2】
 
前記量子秘密鍵量子ビット空間には、前記制御演算付加手段による前記拡張量子プログラムの書き換えに係る制御演算に係わらないダミー空間が含まれており、
前記拡張手段により生成された拡張量子プログラムに、前記ダミー空間の状態に対して演算を行うダミー量子ゲート列を追加するダミー演算追加手段を更に備える、
ことを特徴とする請求項1に記載の量子プログラム秘匿化装置。

【請求項3】
 
前記入力手段は、複数の前記量子プログラムを入力し、
前記制御演算付加手段は、前記拡張手段により生成された拡張量子プログラムを、前記量子秘密鍵量子ビット空間の状態に応じて、当該拡張量子プログラムに含まれる量子プログラムの何れかを実行する制御演算を行うように書き換える、
ことを特徴とする請求項1又は2に記載の量子プログラム秘匿化装置。

【請求項4】
 
量子プログラム秘匿化装置による量子プログラム秘匿化方法であって、
ユニタリ変換を示す量子ゲート列を含む量子プログラムを入力する入力ステップと、
前記入力ステップにおいて入力された量子プログラムを含み、当該量子プログラムの入力量子ビット空間に加えて、量子秘密鍵に応じた量子ビット空間である量子秘密鍵量子ビット空間を有する拡張量子プログラムを生成する拡張ステップと、
前記拡張ステップにおいて生成された拡張量子プログラムを、前記量子秘密鍵量子ビット空間が所定の状態である場合に、当該拡張量子プログラムに含まれる量子プログラムを実行する制御演算を行うように書き換える制御演算付加ステップと、
前記演算制御付加ステップにおいて書き換えられる拡張量子プログラムに、前記制御演算が行われる前の前記量子秘密鍵量子ビット空間の状態に対して演算を行う第1の量子ゲート列を追加すると共に当該拡張量子プログラムに、前記制御演算が行われた後の前記量子秘密鍵量子ビット空間の状態に対して演算を行う第2の量子ゲート列を追加する暗号化ステップと、
前記量子秘密鍵量子ビット空間の前記所定の状態に対して、前記暗号化ステップにおいて追加された第1の量子ゲート列の逆演算を行うことによって量子秘密鍵を生成する秘密鍵生成ステップと、
前記暗号化ステップにおいて前記第1の量子ゲート列が追加された拡張量子プログラムに対して、量子ゲート列の入れ替え及び量子ゲート列の追加の少なくとも何れかを、予め記憶したルールに基づいて行う難読化ステップと、
前記難読化ステップにおける処理が行われた拡張量子プログラム、及び秘密鍵生成ステップにおいて生成された量子秘密鍵を出力する出力ステップと、
を含む量子プログラム秘匿化方法。
IPC(International Patent Classification)
F-term
Drawing

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JP2007136984thum.jpg
State of application right Registered
Reference ( R and D project ) PRESTO Quanta and Information AREA
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