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2019年07月02日
国立研究開発法人情報通信研究機構
日本電気株式会社
株式会社 東芝

国際標準化機関ITU-Tで初の量子鍵配送ネットワークに係る勧告が成立
−秘匿性の高い量子暗号通信サービスの実用化と普及を加速−

国立研究開発法人情報通信研究機構(NICT、理事長: 徳田 英幸)、日本電気株式会社(NEC、代表取締役 執行役員社長 兼CEO: 新野 隆)、株式会社東芝(東芝、代表執行役社長: 綱川 智)が開発してきた量子鍵配送ネットワーク技術の成果を盛り込んだ国際標準勧告が、2019年6月28日ジュネーブにて開催されたITU-T SG13(注1)会合にて、Y.3800(量子鍵配送をサポートするネットワークのフレームワーク)勧告として承認されました。
本勧告は、量子鍵配送ネットワークの要求条件、及び基本構成と機能などを規定する勧告で、量子鍵配送関連として初の国際標準化に向けたITU-T勧告となります。ITU-Tでの国際標準の成立により、量子鍵配送を用いた秘匿性の高い暗号通信サービスの実用化と普及が加速すると期待されます。
なお、本研究の一部は、内閣府総合科学技術・イノベーション会議の戦略的イノベーション創造プログラム(SIP)「光・量子を活用したSociety5.0実現化技術」(管理法人:量子科学技術研究開発機構)によって実施されました。

背景

量子鍵配送(Quantum Key Distribution: QKD)(注2)は、光の量子力学的性質を用いることにより、理論上いかなる計算能力を持つ第三者(盗聴者)にも情報を漏らすことなく暗号鍵を離れた2地点間で共有する方法として、世界各国で研究開発が進められてきました。近年、大手通信会社が量子鍵配送ベンチャーに巨額の投資をするなど市場拡大に向けた機運が高まっており、量子鍵配送ネットワークの標準化が求められていました。

今回の成果

我が国では、NICT、NEC、東芝等が中心となり、世界最高性能のQKD装置を開発するとともに、2010年に構築した実証テストベッド「Tokyo QKD Network」(注3)上でネットワーク技術の開発、長期運用試験、様々なセキュリティアプリケーションの開発に取り組んできました。NICT、NEC、東芝の三者は、これらの成果をQKDネットワークの基本構成と機能、サービス手順などに関する勧告草案としてまとめ、2018年9月に寄書を提出、その後この寄書を基準文書として標準化活動を主導してきました。2019年5月には、NICT本部(小金井)にて、QKDネットワークを集中的に議論する中間会合を開催し、議長として参加国の意見を取りまとめ、Y.3800の完成に大きく貢献しました。これを受けて2019年6月28日ジュネーブにて開催されたITU-T SG13会合にて、Y.3800がITU-T勧告として承認されました。これにより、日本のQKDネットワーク技術が、ITU-T初のQKDに関する国際標準の骨格を形成する形となりました。

今後の展望

ITU-TにおけるQKD標準化活動では、SG13においてネットワーク基本構成に関する事項、SG17(注1)においてネットワークセキュリティに関する事項の国際標準化が進められています。今回のY.3800の完成により、関連する標準化の検討が加速し、QKD関連の製品開発やサービス創出に向けて企業が投資しやすくなり、ユーザは導入を検討しやすくなると期待されます。NICT、NEC、東芝は、引き続き国内外の企業や研究機関と協力し、QKD技術の研究開発と標準化に取り組みながら、安全・安心な社会の実現に貢献していきます。

図1 東京QKDネットワークの構成と鍵管理のためのレイヤ構成

用語解説

(注1)ITU-T SG13, SG17

ITU-T(International Telecommunication Union Telecommunication Standardization Sector:国際電気通信連合電気通信標準化部門)は、国際連合における標準化機関であるITU(International Telecommunication Union:国際電気通信連合)において、国際的な通信規格の標準化を担当する部門。ITU-T内では、いくつかのStudy Group(SG)が構成され、標準化文書(勧告)の策定が行われている。SG13はネットワーク基本構成に関する事項、SG17はネットワークセキュリティに関する事項の国際標準化を議論するSGである。

(注2)量子鍵配送(Quantum Key Distribution: QKD)

量子鍵配送では、送信者が光子を変調(情報を付加)して伝送し、受信者は届いた光子1個1個の状態を検出し、盗聴の可能性のあるビットを排除(いわゆる鍵蒸留)して、絶対安全な秘密鍵(暗号化のための乱数列)を送受信者間で共有する。変調を施された光子レベルの信号は、測定操作をすると必ずその痕跡が残り、この原理を利用して盗聴を見破る。量子鍵配送による鍵生成と、それを用いた暗号技術の総称は量子暗号技術と呼ばれることもある。

(注3)Tokyo QKD Network

NICTが運用する超高速研究開発ネットワークテストベッド(JGN)の一部を活用して東京圏に構築された量子鍵配送(QKD)ネットワークのテストベッド。NEC、東芝、NTT-NICT、学習院大学等の様々な産学機関で開発されたQKD装置が導入され、装置改良の研究開発、長期運用試験、相互接続やネットワーク運用試験など、QKDネットワーク技術の実用化に向けた研究開発の他、QKDネットワークを現代セキュリティ技術と融合した新しいセキュリティアプリケーションの研究開発などを進めている。

・報道発表「将来にわたり情報漏えいの危険のない分散ストレージシステムの実証に成功」2016年7月1日

https://www.nict.go.jp/press/2016/07/01-3.html

・Tokyo QKD Networkにおける研究開発活動の紹介

http://www.uqcc.org/

http://2015.uqcc.org/jp/index.html


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