情報処理安全確保支援士試験 2024年秋期午前2 問09

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高速なデータ送受信が実現できる。

ウ：量子雑音を用い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。（正解）

解説

量子暗号の特徴として、適切なものはどれか【午前2 解説】

要点まとめ

結論：量子暗号は量子通信路で安全に共有した乱数列を使い捨ての鍵として用いることで、理論上解読不可能な秘匿通信を実現します。
根拠：量子力学の原理により、盗聴があれば通信状態が変化し検知可能なため、第三者による解読が原理的に防止されます。
差がつくポイント：量子暗号は「量子コンピュータで高速処理」や「量子ビットによる高速通信」ではなく、「量子通信路を利用した鍵配送の安全性」が本質です。

正解の理由

選択肢エは、量子暗号の代表的な方式である量子鍵配送（Quantum Key Distribution, QKD）を正確に説明しています。QKDでは、量子通信路を通じて安全に乱数列（鍵）を共有し、その鍵を使い捨ての暗号鍵として用いるため、盗聴があれば通信の状態が変わり検知でき、理論的に解読が不可能です。これが量子暗号の最大の特徴であり、他の選択肢は誤った理解や混同を含んでいます。

よくある誤解

量子暗号は「量子コンピュータで高速に暗号処理を行う技術」や「量子ビットを使った高速通信技術」と混同されやすいですが、実際は「量子通信路を使った安全な鍵配送技術」です。

解法ステップ

量子暗号の基本概念を理解する（量子力学の原理を利用した安全な鍵配送）。
選択肢の内容が量子暗号の本質に合致しているかを確認する。
「量子コンピュータによる高速処理」や「量子ビットによる高速通信」は量子暗号の特徴ではないと判断する。
量子通信路を用いて安全に鍵を共有し、使い捨て鍵で秘匿通信を実現する説明を選ぶ。
選択肢エがこれに該当するため正解とする。

選択肢別の誤答解説ステップ

ア：量子暗号は量子コンピュータで暗号化・復号を高速化する技術ではなく、量子通信路で鍵を安全に共有する技術です。
イ：量子暗号は共通鍵暗号方式ではなく、量子ビットを使った高速通信も目的ではありません。
ウ：量子雑音を使う説明は誤りで、公開鍵暗号方式とは異なり量子鍵配送は鍵の安全な共有に特化しています。
エ：量子通信路を用いて安全に乱数列を共有し、使い捨て鍵として秘匿通信を実現する正しい説明です。

補足コラム

量子鍵配送（QKD）はBB84プロトコルなどが有名で、盗聴者が通信を傍受すると量子状態が変化し検知可能です。これにより、盗聴の有無を確認しながら安全な鍵を共有できるため、理論的に安全な通信が可能となります。量子暗号は量子コンピュータの脅威に対抗する技術として注目されています。

FAQ

Q: 量子暗号は量子コンピュータを使って高速に暗号化する技術ですか？
A: いいえ。量子暗号は量子通信路を使って安全に鍵を共有する技術であり、暗号化処理自体を量子コンピュータで行うわけではありません。

Q: 量子鍵配送で使い捨ての鍵を使う理由は何ですか？
A: 使い捨ての鍵（ワンタイムパッド）を使うことで、鍵の再利用による情報漏洩リスクを排除し、理論的に解読不可能な通信を実現します。

関連キーワード: 量子鍵配送, 量子通信路, ワンタイムパッド, BB84プロトコル, 秘匿通信, 盗聴検知

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