JP2012080227A - 通信システム及び方法 - Google Patents
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Abstract
1つの送信装置と複数の受信装置を有するPONシステムに、光通信量子暗号通信を適用した通信システムを実現する。
【解決手段】
1つの送信装置と複数の受信装置を有するPONシステムにおいて、送信装置はY−00量子暗号を適用した複数の受信装置ごとに共通する暗号鍵を対応付けて管理する管理手段を有する。ある受信装置へデータを送信する場合、管理手段を用いて受信装置に対応付けられた暗号鍵を選択し、その選択した暗号鍵を用いてRunning鍵を発生し、Running鍵の値に応じて送信データの多値レベル信号を生成する。Y−00量子暗号を適用した受信装置は、送信装置で管理される共通の暗号鍵を用いて、受信用擬似乱数生成部でRunning鍵を生成し、そのRunning鍵の値に応じて、光電変換器で変換された受信データの多値レベル信号を生成する。
【選択図】図2
Description
本発明は、より具体的には、光通信量子暗号通信を適用して、情報の隠匿性をより向上させることができるPONシステム及び送信方法を実現することにある。
該送信装置は;
光通信量子暗号を適用した複数n(但しn≦m)の該受信装置ごとに共通する暗号鍵を対応付けて管理する管理手段と、ある受信装置へデータを送信する場合、該管理手段を用いて、該受信装置に対応付けられた該暗号鍵を選択する選択手段と、該選択手段によって選択された該暗号鍵を用いて、該受信装置へ送信するデータに対する多値レベルの光信号を制御する多値暗号処理部を有し、
該複数nの各受信装置は;光通信量子暗号を適用した装置であって、該送信装置から送信される光信号を受信して光電変換する光電変換器と、該送信装置で管理される共通の該暗号鍵を用いて、該光電変換器で変換された受信データを二値信号に復号する多値復号化処理部を有する、ことを特徴とする通信システムとして構成される。
前記選択手段によって選択された該暗号鍵を用いてRunning鍵を発生する送信用擬似乱数生成部と、送信するデータに対して、該送信用擬似乱数生成部で発生される該Running鍵の値に応じて多値光信号を生成する多値光生成部を有し、
前記受信装置の前記多値復号化処理部は、該送信装置で管理される共通の暗号鍵を用いてRunning鍵を生成する受信用擬似乱数生成部と、該受信用擬似乱数生成部によって発生されるRunning鍵の値に応じて、該光電変換器で変換された受信データの識別用多値閾値信号を生成する閾値生成部と、該閾値生成部で生成された該識別用多値閾値に従い多値信号を復号する復号処理部とを有する。
前記送信装置はOLTであり、前記複数の受信装置は、該光伝送路に光分配器を介して接続されるONUである。
該送信装置において;
光通信量子暗号を適用した複数n(但しn≦m)の該受信装置ごとに共通する暗号鍵を対応付けて管理するステップと、
ある受信装置へデータを送信する場合、該受信装置に対応付けられた該暗号鍵を選択するステップと、
該選択された該暗号鍵を用いてRunning鍵を発生するステップと、
送信するデータに対して、該Running鍵の値に応じて多値レベル信号を生成するステップを有し、
光通信量子暗号を適用した該複数nの受信装置において;
該送信装置から送信される光信号の送信データを受信して光電変換するステップと、
該送信装置で管理される共通の暗号鍵を用いてRunning鍵を発生するステップと、
発生された該Running鍵の値に応じて、該光電変換された受信データの識別用多値閾値信号を生成するステップと、該識別用多値閾値に従い多値信号を復号するステップを有する、ことを特徴とする通信方法として構成される。
まず、図1に示すPONシステムを参照して、本発明の原理について説明する。
このPONシステムは、1台のOLT(Optical Line Terminal)11と、複数のONU(Optical Network Unit)131〜13m(総じて13と示す)とを、光伝送路及び光分配器(光スプリッタ或いはスターカプラともいう)12を介して接続して構成される。
複数のONU13には、Y−00量子暗号を適用したもの(ここではY−00ONUという)と、それを適用していないもの(従来ONUという)が含まれる。例えば、ONU131,133、13mはY−00ONUであるが、ONU132は従来OUNである。これらは、OLT11が有する管理テーブル(図4参照)で管理される。
因みに、従来ONUはY−00量子暗号が適用されていないので、高度な情報の隠匿性が確保されない。従来ONUは、例えば論理レベルでの特別なアルゴリズムを用いた情報処理によるか、又は上記特許文献1に記載されたセキュリティの確保である。
ONU123では、受信した光多値信号は光電変換器1313で光電変換される。更に、Y−00ONUのうち共通の暗号鍵K1を有するY−00ONU131では、OLT11で暗号化に用いられたものと同じ暗号鍵K1を用いて、擬似乱数生成部1312でRunning鍵を発生する。そのRunning鍵を用いて閾値生成部1314で受信閾値を生成し、復号処理部1315で受信データとして判別して、出力する。この場合、指定された暗号鍵Kを持たないONU、即ち他のY−00ONUや従来のNOUでは、OLT11側で使用した暗号鍵Kと一致しないので、光電変換されたデータは復号化されないので、送信データの秘匿性を向上させことが出来る。
OLT11は、送信データに対する論理的な暗号処理を行う上位層101と、送信データの送信先アドレスや送信元アドレスの指定、フレーム化処理、アクセス管理などの処理を行うMAC(Media Access Control)102と、Y−00多値暗号処理を行う物理層103から構成される。上位層101における論理的な暗号処理は本発明には直接関係しないが、従来の暗号アルゴリズムを用いた処理が行われる。
物理層103は、主に、多値暗号処理部104と、セレクタ105を有する。多値暗号処理部104は図2の符号11の部分に対応する。セレクタ105は、ONU管理テーブル40のONUタイプ選択の信号107に基づいて、MAC102からの送信データの伝送ライン108又は109のいずれかを選択する。
一方、送信先がY−00ONUの場合には、ONU管理テーブル40により送信先のONUに対応した暗号鍵Kiが選択されて、多値暗号処理部104で、図2に示したような、多値レベル信号が生成される。さらに、セレクタ105は、ONUタイプ選択信号107によって伝送ライン108を選択して、多値暗号処理部104から出力される多値レベル信号の送信データを送出する。
19:光伝送路 K1、K6、〜K19:暗号鍵 P1〜Pi:パケット
112:擬似乱数生成部 113:多値光生成部 114:送信データ発生部
1312、1332:擬似乱数生成部 1313、1333:光電変換器 1314,1334:閾値生成部 1315,1335:復号処理部
101:上位層 102:MAC 103:物理層 104:多値暗号処理部 105:セレクタ。
Claims (6)
- 送信装置と、該送信装置に光伝送路を介して接続された複数mの受信装置を含む通信システムにおいて、
該送信装置は;
光通信量子暗号を適用した複数n(但しn≦m)の該受信装置ごとに共通する暗号鍵を対応付けて管理する管理手段と、ある受信装置へデータを送信する場合、該管理手段を用いて、該受信装置に対応付けられた該暗号鍵を選択する選択手段と、該選択手段によって選択された該暗号鍵を用いて、該受信装置へ送信するデータに対する多値レベルの光信号を制御する多値暗号処理部を有し、
該複数nの各受信装置は;
光通信量子暗号を適用した装置であって、該送信装置から送信される光信号を受信して光電変換する光電変換器と、該送信装置で管理される共通の該暗号鍵を用いて、該光電変換器で変換された受信データの多値レベル信号を生成する多値復号化処理部を有する、
ことを特徴とする通信システム。 - 前記送信装置の前記多値暗号処理部は、
前記選択手段によって選択された該暗号鍵を用いてRunning鍵を発生する送信用擬似乱数生成部と、送信するデータに対して、該送信用擬似乱数生成部で発生される該Running鍵の値に応じて多値レベル信号を生成する多値光生成部を有し、
前記受信装置の前記多値復号化処理部は、該送信装置で管理される共通の暗号鍵を用いてRunning鍵を生成する受信用擬似乱数生成部と、該受信用擬似乱数生成部によって発生されるRunning鍵の値に応じて、該光電変換器で変換された受信データの識別用多値閾値信号を生成する閾値生成部と、該閾値生成部で生成された該識別用多値閾値に従い多値信号を復号する復号処理部とを有する、ことを特徴とする請求項1の通信システム。 - 前記管理手段は、光通信量子暗号を適用した受信装置のタイプ(第1タイプ)と、光通信量子暗号を適用しない受信装置のタイプ(第2タイプ)を登録し、かつ、該第1タイプの受信装置について、それぞれの受信装置が用いる共通の暗号鍵を指定する情報を対応付けて登録する管理テーブルを有する、
ことを特徴とする請求項1又は2の通信システム。 - 前記管理テーブルに登録された前記受信装置のタイプに従って、前記多値暗号処理部からの出力である多値レベルの光信号を通す伝送ラインを選択するか、又は前記多値暗号処理部を通さない伝送ラインを選択するセレクタを有する、
ことを特徴とする請求項1乃至3のいずれかの項記載の通信システム。 - 前記通信システムはPONシステムであり、
前記送信装置はOLTであり、
前記複数の受信装置は、該光伝送路に光分配器を介して接続されるONUである、
ことを特徴とする請求項1乃至4のいずれかの項記載の通信システム。 - 送信装置から光伝送路を介して該複数mの受信装置へデータを送信する通信方法であって、該送信装置において;
光通信量子暗号を適用した複数n(但しn≦m)の該受信装置ごとに共通する暗号鍵を対応付けて管理するステップと、
ある受信装置へデータを送信する場合、該受信装置に対応付けられた該暗号鍵を選択するステップと、
該選択された該暗号鍵を用いてRunning鍵を発生するステップと、
送信するデータに対して、該Running鍵の値に応じて多値レベル信号を生成するステップを有し、
光通信量子暗号を適用した該複数nの受信装置において;
該送信装置から送信される光信号の送信データを受信して光電変換するステップと、
該送信装置で管理される共通の暗号鍵を用いてRunning鍵を発生するステップと、
発生された該Running鍵の値に応じて、該光電変換された受信データの識別用多値閾値信号を生成するステップと、該識別用多値閾値に従い多値信号を復号するステップを有する、ことを特徴とする通信方法。
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