耐量子計算機暗号アルゴリズムの実用性を確認

ソフトバンク株式会社（本社：東京都港区、代表取締役 社長執行役員 兼 CEO：宮川 潤一、以下「ソフトバンク」）は、米国SandboxAQ（所在地：米国カリフォルニア州パロアルト、CEO：Jack Hidary）とのパートナーシップを通して、PQC（Post Quantum Cryptography、耐量子計算機暗号）を早期に利用可能にする、古典暗号（楕円曲線暗号）とPQCとのハイブリッド方式の実証を完了し、既存のネットワークにも問題なく適用できることを確認しましたので、お知らせします。

量子コンピューターが登場し、公開鍵暗号アルゴリズムの脅威となることで、セキュリティー意識が高い組織は、PQCの導入を余儀なくされます。また、米国国立標準技術研究所（NIST）によってPQCは標準化される予定で、今後多くの行政などでも使用が義務付けられると想定されます。古典暗号ベースの暗号体系が、今後数年で量子コンピューターによって破綻に追い込まれる可能性はなく、当面は、安心して通信サービスを利用することができますが、インターネット上のデータから不正にパケットを盗み出して保管しておき、量子コンピューターの実用後に解読するSNDL（Store Now、Decrypt Later）という攻撃の脅威にさらされる可能性があり、PQCの早期導入が必要と考えられています。また、さらなる高度情報化社会の発展により、ネットワークにPQCを適用することが重要となります。

PQCは、量子コンピューターで解読することが困難で強固なアルゴリズムですが、実績がある古典暗号とのハイブリッド方式を採用することで、お客さまが安心かつ容易に導入していただけるようになります。このハイブリッド方式によって、これまで古典暗号によって担保されてきた安全性を失うことなく、量子コンピューターの攻撃に対しても安全性を確保することが可能になります。一方で、暗号化処理の複雑化によって、暗号・復号に要する時間、装置に対する処理負荷、通信に対するオーバーヘッド率を悪化させてしまう懸念がありました。

今回、汎用のスマートフォンとサーバーを利用してモデル化した実トラフィックを、古典暗号とPQCとのハイブリッド方式に適用し、暗号・復号の処理遅延、プロセッサーやメモリーの負荷や負荷率、接続率、通信に必要なデータ量などを評価した結果、ハイブリッド方式の性能が実用的であることが確認できました。

また、標準化候補のPQCアルゴリズム間で比較した結果、構造付き格子暗号と古典暗号との組み合わせが最少のオーバーヘッド率であり、最も優れた性能を発揮することが、ソフトバンクのネットワークを利用した実証で確認ができました。

ハイブリッド方式のイメージ

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