セキュアチャネル

暗号学において、セキュアチャネルとは、傍受や改ざんに強いデータ伝送手段のことである。機密チャネルとは、傍受（内容の読み取りなど）には強いが、改ざん（内容の操作など）には必ずしも強いとは限らないデータ伝送手段のことである。真正チャネルとは、改ざんには強いが、傍受には必ずしも強いとは限らないデータ伝送手段のことである。

安全な通信チャネルとは対照的に、安全でない通信チャネルは暗号化されておらず、盗聴や改ざんの危険にさらされる可能性があります。ただし、送信する内容が事前に暗号化されていれば、安全でない通信チャネルでも安全な通信は可能です。

現実世界における安全なチャネル

現実世界には、完全に安全な通信手段は存在しません。せいぜい、安全性の低い通信手段（例えば、宅配便、伝書鳩、外交封筒など）の安全性を高める方法があるだけです。例えば、宅配便の手首とブリーフケースの間に南京錠をかける、忠誠心テストを実施する、セキュリティ調査を行う、宅配便の担当者に銃を持たせる、外交封筒に外交特権を与える、といった方法です。

1976年、2人の研究者が鍵交換技術（現在は彼らの名にちなんで名付けられている）であるディフィー・ヘルマン鍵交換（ DH）を提案しました。このプロトコルでは、特定の数学的問題（例えば、彼らの提案におけるディフィー・ヘルマン問題）が計算上不可能（つまり、非常に困難）であり、かつ2人が正規のチャネルにアクセスできるという前提の下で、2人だけが知っている鍵を生成できます。^{[ 1 ]}要するに、2人が交換するすべてのメッセージを傍受できるが、メッセージを改変できない盗聴者（慣例的に「イブ」と呼ばれる）は、交換された鍵を知ることはできません。このような鍵交換は、対称暗号に基づく従来の暗号方式では不可能でした。なぜなら、これらの方式では、2人が事前に秘密鍵を交換する必要があり、その時点で機密チャネルが必要となるからです。これはまさに私たちが構築しようとしているものです。

ほとんどの暗号化技術は、鍵が安全に交換されない場合、あるいは実際に安全に交換されたとしても、その鍵が何らかの方法（例えば、窃盗や恐喝）で知られてしまうと、簡単に破られてしまいます。安全でないチャネルを使って安全に鍵を交換でき、窃盗、贈収賄、脅迫が行われない限り、真に安全なチャネルは必要ありません。永遠の課題は、そしてもちろん、現代の鍵交換プロトコルでも依然として残っているのは、安全でないチャネルが安全に機能したかどうか（あるいは、おそらくより重要なことですが、機能しなかったかどうか）をどのように知るか、そして実際に誰かが賄賂を受け取ったり脅迫されたりしたのか、あるいは単に鍵情報が入ったノート（またはノートパソコン）を紛失したのかを知るかということです。これらは現実世界では難しい問題であり、解決策は知られておらず、応急処置、応急的な対策、回避策しかありません。

将来の可能性

研究者たちは、安全なチャネルを作成するために量子暗号を提案し、実証してきた。量子鍵配送（QKD）は数学的に証明可能な安全なチャネルを確立するが、信号ノイズのため、この技術は今のところ再現が難しく、非常に特殊な用途に限定されている。最もよく知られているプロトコルはBB84とE91である。^[²^]

古典的な暗号アルゴリズムの実装は長年にわたり世界中で精査されてきたが、量子暗号システムの現在の実装のセキュリティを評価するための公的な研究は限られている。これは主に、2014年時点では量子暗号システムが広く普及していないためである。