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量子エニグマ暗号トランシーバを全光ネットワークで検証

March, 9, 2018, 東京--玉川大量子情報科学研究所の二見史生教授、加藤研太郎教授、谷澤健准教授と、産業技術総合研究所(産総研)データフォトニクスプロジェクトユニットは共同で、量子エニグマ暗号トランシーバをネットワークに応用し、安全性を高めた低遅延な全光ネットワーク技術を実証した。
 実証実験は、産総研が東京都内で運用を進める回線交換型全光ネットワークのテストベッドに、玉川大が開発したギガビットイーサネット(GbE)対応の量子エニグマ暗号トランシーバ(TU Cipher-0)を導入して行われた。実験では、フル高解像度(HD)映像配信や遠隔地へのデータバックアップなどを実行した他、通信障害復旧を想定した通信経路切替を実施した。
 研究成果の詳細は、2018年3月11日(日)から15日(木)まで米国カルフォルニア州サンディエゴで開催される国際会議「OFC2018 (Optical Fiber Communication Conference 2018)」で発表される。
 量子エニグマ暗号トランシーバをダイナミック光パスネットワークの都内テストベッドに導入した。ダイナミック光パスネットワークは、利用者の要求に応じて帯域保証された光パスを張る仕組みを取っており、超低消費電力で大容量のデータを低遅延に伝送することができる。導入した量子エニグマ暗号トランシーバで、この光パスのセキュリティー強化を図った。実証実験は、産総研臨海副都心センター(江東区)内の2地点(ロビー、会議室)と東京大(文京区)及びカイロス(千代田区)の4地点を光ノード(中央区)で接続して実施された。光ノードは、シリコンフォトニクス・スイッチとMEMS光スイッチで構成される。光ノードを用いて光パスを張り、次の暗号通信の実証実験に成功した。

・フル高解像度(HD)映像のリアルタイム配信
・容量がテラバイトの実データ(ビデオ映像)の遠隔地バックアップ
・通信障害による通信断の復旧を想定した光パスの切替伝送

 遠隔地データバックアップでは、暗号を用いない通常のGbEプロトコルでのバックアップと比較して、バックアップ所要時間に大きな差は出なかった。障害復旧では、障害発生後に迂回経路に光パスを切り替え、数秒程度で暗号通信を再開することができた。光ノードでシリコンフォトニクス・スイッチを用いた場合も、暗号通信できることを検証した。
 以上の成果は、量子エニグマ暗号トランシーバをネットワーク応用できることや、物理現象で安全性を保証した低遅延な大容量光ネットワークを既存インフラを利用して構築できることを示している。

(注) 量子エニグマ暗号トランシーバー (TU Cipher-0)
玉川大が開発した暗号通信用のトランシーバで、安全性を強化するランダム化機構が組み込まれている。全二重通信可能で、GbE信号と量子エニグマ暗号信号を相互に変換するので、GbE通信回線の両端にこのトランシーバを導入すると、暗号通信によって回線を保護できる。19インチラック設置可能の幅で、高さは1U (約44mm)。