量子暗号｜情報処理安全確保支援士試験 令和4年春期午前Ⅱ 問6
出典：令和4年春期 午前Ⅱ 問6
分野：セキュリティ ／ 情報セキュリティ
量子暗号の特徴として，適切なものはどれか。
- ア：暗号化と復号の処理を，量子コンピュータを用いて瞬時に行うことができるので，従来のコンピュータでの処理に比べて大量のデータの秘匿を短時間で実現できる。
- イ：共通鍵暗号方式であり，従来の情報の取扱量の最小単位であるビットの代わりに量子ビットを用いることによって，瞬時のデータ送受信が実現できる。
- ウ：量子雑音を用いて疑似乱数を発生させて共通鍵を生成し，公開鍵暗号方式で共有することによって，解読が困難な秘匿通信が実現できる。
- エ：量子通信路を用いて安全に共有した乱数列を使い捨ての暗号鍵として用いることによって，原理的に第三者に解読されない秘匿通信が実現できる。
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まず押さえたいこと
量子暗号は、量子通信路を使って安全に乱数列を共有し、その乱数列を使い捨ての暗号鍵として利用する仕組みです。ポイントは、量子コンピュータで高速に暗号化する技術ではないことです。
迷ったときの判断軸
量子暗号では、盗聴されると量子状態が変化する性質を利用して、鍵配送の安全性を高めます。量子ビットによる瞬時の通信や、疑似乱数を公開鍵暗号で共有する話ではなく、量子通信路で安全に共有した乱数列を使い捨て鍵にする説明が該当します。
科目Bにつなげるために
科目Bでは、量子暗号と耐量子計算機暗号を混同しないことが重要です。量子暗号は量子の性質を使った鍵配送、耐量子計算機暗号は量子コンピュータでも解読されにくい暗号方式なので、何に量子技術を使っているのかで切り分けましょう。
量子暗号は、量子通信路を使って暗号鍵を安全に共有する技術です。代表的には、量子鍵配送（QKD）によって、盗聴があると検出できる性質を利用します。
安全に共有した乱数列を使い捨ての暗号鍵として用いることで、原理的に第三者に解読されない秘匿通信を実現できます。
したがって、エが適切です。
❌他選択肢が誤りの理由ア：暗号化と復号の処理を，量子コンピュータを用いて瞬時に行うことができるので，従来のコンピュータでの処理に比べて大量のデータの秘匿を短時間で実現できる。
⇒量子暗号は、量子コンピュータで暗号化や復号を高速化する技術ではありません。主に量子通信路を使って安全に鍵を共有する技術であり、大量データを瞬時に暗号化・復号することが特徴ではありません。
イ：共通鍵暗号方式であり，従来の情報の取扱量の最小単位であるビットの代わりに量子ビットを用いることによって，瞬時のデータ送受信が実現できる。
⇒量子ビットを使うことで瞬時にデータ送受信できるわけではありません。量子暗号では、量子の性質を利用して鍵配送の安全性を高めますが、通信速度を無限大にしたり、瞬時の送受信を実現したりする技術ではありません。
ウ：量子雑音を用いて疑似乱数を発生させて共通鍵を生成し，公開鍵暗号方式で共有することによって，解読が困難な秘匿通信が実現できる。
⇒量子暗号の中心は、公開鍵暗号方式で共通鍵を共有することではなく、量子通信路を使って安全に鍵を配送することです。また、公開鍵暗号は計算量的な困難性に依存する方式であり、量子暗号の説明としては適切ではありません。