2022 Fiscal Year Annual Research Report
Information communication technology ensuring the long term security over a century
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18H05237
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| Research Institution | Hokkaido University |
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Principal Investigator |
富田 章久 北海道大学, 情報科学研究院, 教授 (60501434)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
平野 琢也 学習院大学, 理学部, 教授 (00251330)
玉木 潔 富山大学, 学術研究部工学系, 教授 (20435928)
藤原 幹生 国立研究開発法人情報通信研究機構, 量子ICT協創センター, 研究センター長 (70359066)
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| Project Period (FY) |
2018-06-11 – 2023-03-31
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| Keywords | 量子暗号 / 秘密分散 / 情報通信ネットワーク |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究は情報理論的に安全な暗号技術と量子暗号技術の融合によってお互いの長所を生かしつつ欠点を補いあう融合システムとして，秘密分散とQKDの融合により超長期安全性を保証する情報通信ネットワーク基盤を構築することを目的とした．そのために，ネットワーク制御技術，データの統計処理技術，および必要な量子暗号鍵配送（QKD）技術の高度化を行い，情報理論的に安全なデータの中継と保存，処理（秘匿計算）・復元を行うネットワークの研究開発を行った．
ネットワーク技術として，秘密分散を応用したデータ中継技術を開発した．Tokyo QKD Network上にシステムを実装し，情報理論的安全なデータ中継に成功した．また，スループット1Mbps以上の高速化を実現した．また，QKDで得られた鍵を用いた高速暗号通信システムにおいて2Gbps以上のスループットを実現し，４K画像のリアルタイム伝送に成功した．
QKDの長距離化のために光子数分布の制御技術を提案している．このための量子もつれ光源の開発を行い，2光子干渉の明瞭度95%以上の高品質光源を実現した．また，MDIQKDという長距離伝送に適したプロトコルにおいて必要なパルスの到達時刻の精度を理論的に明らかにし，これを実現するための時間制御技術を開発した．
近距離高速QKD技術では，局部発振光を独立させる手法を開発した．光注入同期法の周波数シフト量を拡大し，通信路過剰雑音を0.34%まで低減した．また，電気的フィードバック法位相揺らぎを0.1 rad以内に抑えることに成功した．今後は2つの手法を比較検討し，最適なシステム構成を決定する．
安全性理論では広範囲なプロトコルに使えるよう理論を拡張した．また，MDIQKDで使われるデコイ方式におけるサイドチャンネルについて，デコイ方式における強度変調に任意の長さの相関が存在しても安全性が確保できることを示した．
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| Research Progress Status |
令和4年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
令和4年度が最終年度であるため、記入しない。
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