NECと情報通信研究機構(NICT)、ZenmuTechは10月22日、医療分野への量子暗号の適用に向け、NECが提供する電子カルテシステムのユーザである東京都内の医療機関の協力のもと、SS-MIX標準化ストレージ(厚生労働省電子的診療情報交換推進事業で規定された医療情報の標準規格に則り標準化されたデータを格納するデータベース)に対応した電子カルテのサンプルデータを量子暗号で伝送を秘匿し、広域ネットワーク経由で秘密分散技術を用いてバックアップを行うシステムの実証実験に成功したと明らかにした。

  • 実証実験のシステム構成図

    実証実験のシステム構成図

また、同システムを活用することで、高知県・高知市病院企業団立高知医療センターとの電子カルテのサンプルデータの相互参照にも成功した。なお、実証実験は内閣府が主導する戦略的イノベーション創造プログラム(SIP)「光・量子を活用したSociety5.0実現化技術」(管理法人:量子科学技術研究開発機構)の一環として実施した。

医療機関は災害時でも医療サービスを維持する必要があるため、災害に備えて患者の電子カルテデータを遠隔地に秘匿して保管し、いつでも復元して取り出せる仕組みが求められているほか、質の高い医療サービスの提供や医療従事者の業務効率化に向けて、医療機関間での電子カルテや医用画像など医療情報の共有が進められている。しかし、医療情報に含まれるデータは機微性が極めて高い個人情報であることから、医療機関間で安全にデータを共有する仕組みが求められているという。

今回、3者はこれらの課題を解決するため、約1万件の電子カルテのサンプルデータの伝送を量子暗号で秘匿化し、ネットワーク経由で安全なデータ伝送および秘密分散を用いたバックアップを行うシステムを開発。

実証では、理論上いかなる計算能力を持つ第三者(盗聴者)にも情報を漏らすことなく、暗号鍵を離れた2地点間で共有することが可能な量子鍵配送を用いて、都内の医療機関から提供された電子カルテのサンプルデータの伝送を量子暗号で秘匿化するとともに、秘密分散技術によるデータの分散管理や復元の検証も行った。また、高知医療センターとの電子カルテのサンプルデータの相互参照にも成功した。

  • 量子暗号による安全な電子カルテの相互参照の仕組み

    量子暗号による安全な電子カルテの相互参照の仕組み

具体的には、NICTが2010年から運用を続けている量子暗号ネットワーク「Tokyo QKD Network」上に、データの安全な保管と相互参照を可能とするシステムを構築。これにより、リアルタイムに供給される暗号鍵によりサンプルデータの伝送を秘匿することで、安全なデータ伝送および秘密分散を用いたバックアップと複数の医療機関でのデータの相互参照がリアルタイムにできることを確認した。

実証実験において都内の医療機関を想定したシステム環境から秘密分散ネットワークへの秘匿通信は、NECの回線暗号装置を活用し、Tokyo QKD Networkの量子鍵配送装置からリアルタイムに供給される暗号鍵を現代暗号のAES(Advanced Encryption Standard)と組み合わせておりり、量子コンピュータでも解読が困難で安全性の高い秘匿通信を実現しているという。

今後、3者は実証の成果を踏まえ、さらに高精細映像や5Gなどの先進技術を組み合わせることで、インターネット回線を介した医療情報の遠隔地でのバックアップや地域医療連携に向けた遠隔診療や遠隔手術など、医療分野への量子暗号の適用に向けた研究に取り組む考えだ。