環境・背景：量子コンピューティングの脅威と影響

量子コンピュータの実用化は2030年代になると予測されています。この技術は、まさに科学技術の革命を引き起こし、私たちの世界を根本から変える可能性を秘めています。

• 新たな可能性：技術の飛躍

  量子コンピューティングは、従来のコンピュータでは膨大な時間を要する計算を、瞬時に解決する能力を持つとされています。これにより、医療分野では新薬の開発が加速し、がんや難病の治療法が見つかる可能性があります。気候変動のシミュレーションもより精密になり、地球環境の保護に貢献するかもしれません。さらに、人工知能の進化を促進し、私たちの生活をより豊かで便利にすることが期待されます。

• 直面する課題：セキュリティの悪夢

  一方で、この技術革新はセキュリティの再考を迫るかもしれません。量子コンピュータは、現在の暗号技術を短時間で解読する可能性があり、機密情報の保護が難しくなるかもしれません。銀行システムの安全性が脅かされ、経済に影響を与えるリスクも考えられます。個人情報の漏洩が増加し、プライバシーの保護が課題となる可能性があります。さらに、国家間のサイバー競争が激化し、国際的な安全保障に影響を及ぼすことも懸念されます。

  暗号技術の脆弱性

  量子コンピュータは、ショアのアルゴリズムを利用することで、公開鍵暗号であるRSAや楕円曲線暗号を、従来の計算方法では考えられないほどの短時間で解読できる可能性があります。さらに、グローバーのアルゴリズムは、対称鍵暗号の鍵探索を高速化し、従来の鍵長では十分な安全性を確保できなくなる恐れがあります。これらの進展により、機密情報の保護がより困難になり、情報漏洩のリスクが増大します。

  デジタル署名とブロックチェーン技術への影響

  デジタル署名は、データの改ざん防止と送信者の認証に不可欠ですが、量子コンピュータが署名アルゴリズムを破ることで、信頼性が損なわれる可能性があります。また、ブロックチェーン技術も暗号技術に依存しており、量子コンピュータがこれらを破ると、取引の偽造リスクが高まり、信頼性が低下します。

  機密情報の後日解読リスク

  「Harvest now, decrypt later」攻撃では、現在の暗号技術で保護されたデータを収集し、量子コンピュータが実用化されたときに解読することを狙います。特に、長期間保存される機密情報や個人情報は、将来的に解読されるリスクがあるため、早めの対策が必要です。

  通信インフラの脆弱化

  インターネットやクラウドサービスは、データの安全なやり取りに暗号技術を使用していますが、量子コンピュータがこれらを破ると、情報漏洩やサイバー攻撃のリスクが増大します。これにより、通信インフラ全体の信頼性が低下し、オンラインサービスの安全性が脅かされる可能性があります。

現在の暗号技術

PQC（耐量子暗号）

PQCは、量子コンピュータの脅威に対応する暗号技術で、ShorのアルゴリズムによるRSAやECCへの攻撃から守ります。PQCは、数学的に難解な問題に基づき、量子耐性を提供します。既存インフラとの高い互換性があり、通常はソフトウェアの更新のみで導入可能です。ただし、高い計算コストと数学的仮定に依存するため、将来的な脆弱性のリスク、解読されるリスクを考慮する必要があります。

QKD（量子鍵配送）

QKDは、量子力学を利用して安全な鍵配送を行う技術で、鍵盗聴を量子状態の変化で検出します。情報理論的に安全であり、高いセキュリティが求められる環境に特に適していますが、専用の光学機器や光ファイバーが必要で、導入コストが高くなります。長距離通信では「Trusted Node」を中継として利用する必要があり、このノード自体が攻撃対象となる可能性があるため、その安全性の確保が重要です。

テクノロジー：Quantum Bridge Technologiesの特許技術
分散対称鍵確立（DSKE｜Distributed Symmetric Key Establishment)

分散対称鍵確立（DSKE｜Distributed Symmetric Key Establishment)

DSKE（分散対称鍵確立）は、Quantum Bridge Technologies社が開発した特許技術です。本技術は、情報理論的安全性（ITS: Information-Theoretic Security）を備えた対称鍵の生成と配送を自動化し、将来の量子コンピュータの脅威にも耐えうる革新的なプロトコルです。

DSKEは、通信の事前段階で配布されたPSRD（事前共有ランダムデータ）と、複数のセキュリティハブ（Security Hub）を活用した分散型アーキテクチャを採用しています。これにより、従来の暗号化方式では達成が難しかった高度な安全性を実現しています。

また、既存ネットワークへの統合が容易なうえ、導入はスムーズでコスト効率にも優れています。さらに、距離による制約を受けず、高いスケーラビリティと効率性を持つため、組織のセキュリティインフラ全体の信頼性向上に大きく貢献します。

DSKEは、サイバーセキュリティの新たな基準を打ち立て、デジタル通信の安全性に革新をもたらす可能性を秘めています。