物理層セキュリティの実用に向けた理論と符号化の構築

• 研究課題/領域番号: 24560486
• 研究種目: 基盤研究(C)
• 配分区分: 基金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 通信・ネットワーク工学
• 研究機関: 関西学院大学
• 研究代表者: 井坂 元彦 関西学院大学, 理工学部, 教授 (50351739)
• 研究期間 (年度): 2012-04-01 – 2016-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2015年度)
• 配分額: 5,070千円 (直接経費: 3,900千円、間接経費: 1,170千円); 2014年度: 2,340千円 (直接経費: 1,800千円、間接経費: 540千円); 2013年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円); 2012年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
• キーワード: 物理層セキュリティ / 符号化 / 補助情報 / 誤り確率 / 情報理論的安全性

研究成果の概要

ディジタル通信における雑音を積極的に利用して通信の安全性を実現する物理層セキュリティを検討した．特に秘密鍵共有プロトコルを対象として，雑音通信路の出力を基に通信を行う二者が共通のビット列を生成する手順に関する性能解析を行った．この状況は，復号器に補助情報が与えられた順序つき確率変数列に対する情報源符号化として定式化でき，確率変数列の統計的性質を踏まえた誤り確率の理論的解析を行った．得られた結果により，誤り率特性を精度良く予測することが可能となった．また，この手順に関わる線形符号の構成，および量子化の手法についても検討を行った．

研究成果

• [雑誌論文] Rate-Distortion Performance of Convolutional Codes for Binary Symmetric Source (2015)
  • 著者名/発表者名: Motohiko Isaka, Yohei Onishi, Hidaka Kinugasa, Takashi Muraki
  • 雑誌名: IEICE Transactions on Fundamentals of Electronics, Communications and Computer Sciences 巻: E98.A 号: 12 ページ: 2480-2482
  • DOI: 10.1587/transfun.E98.A.2480
  • NAID: 130005111992
  • ISSN: 0916-8508, 1745-1337
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Error Performance Analysis of Asymmetric Slepian-Wolf Coding for Ordered Random Variables (2015)
  • 著者名/発表者名: Motohiko Isaka, Kana Deguchi
  • 雑誌名: IEICE Transactions on Fundamentals of Electronics, Communications and Computer Sciences 巻: E98.A 号: 4 ページ: 992-999
  • DOI: 10.1587/transfun.E98.A.992
  • NAID: 130005060903
  • ISSN: 0916-8508, 1745-1337
  • 査読あり
• [雑誌論文] Granular Gain of Low-Dimensional Lattices from Binary Linear Codes (2012)
  • 著者名/発表者名: M. Kotani, S. Kawamoto, M. Isaka
  • 雑誌名: IEICE Transactions on Fundamentals of Electronics, Communications and Computer Sciences 巻: E95.A 号: 12 ページ: 2168-2170
  • DOI: 10.1587/transfun.E95.A.2168
  • NAID: 10031161348
  • ISSN: 0916-8508, 1745-1337
  • 査読あり
• [学会発表] 通信路符号化を用いる物理層ネットワーク符号化における性能解析 (2015)
  • 著者名/発表者名: 宗圓博宜，井坂元彦
  • 学会等名: 第38回情報理論とその応用シンポジウム（SITA2015）
  • 発表場所: 下電ホテル（岡山県倉敷市）
  • 年月日: 2015-12-09
• [学会発表] Approximate performance bound for coding in secret key agreement from the Gaussian channel (2015)
  • 著者名/発表者名: Kana Deguchi and Motohiko Isaka
  • 学会等名: IEEE Wireless Communications and Networking Conference (WCNC2015)
  • 発表場所: Hotel Hilton New Orleans (LA, USA)
  • 年月日: 2015-03-11
• [学会発表] LDGM畳込み符号を用いた量子化に関する検討 (2015)
  • 著者名/発表者名: 松ヶ下大輔，井坂元彦
  • 学会等名: 電子情報通信学会 通信方式研究会
  • 発表場所: 鳥取大学（鳥取県鳥取市）
  • 年月日: 2015-02-26
• [学会発表] Performance bounds on asymmetric Slepian-Wolf coding for ordered random variables (2014)
  • 著者名/発表者名: Kana Deguchi, Yuta Sugimoto, and Motohiko Isaka
  • 学会等名: 第37回情報理論とその応用シンポジウム（SITA2014）
  • 発表場所: 宇奈月ニューオータニホテル（富山県黒部市）
  • 年月日: 2014-12-10
• [学会発表] 順序つき確率変数列に対する符号化の性能解析
  • 著者名/発表者名: 出口佳奈，井坂元彦
  • 学会等名: 電子情報通信学会 情報理論研究会
  • 発表場所: 早稲田大学（東京都新宿区）
• [学会発表] 雑音通信路を用いた秘密鍵共有における誤り確率の解析
  • 著者名/発表者名: 出口佳奈，井坂元彦
  • 学会等名: IEEE COMS Kansai Chapter 学生研究発表会
  • 発表場所: 大阪工業大学 うめきたナレッジセンター（大阪府大阪市）
• [学会発表] Analysis of information reconciliation in secret key agreement from the AWGN channel
  • 著者名/発表者名: Kana Deguchi and Motohiko Isaka
  • 学会等名: IEEE Vehicular Technology Conference (VTC2014-Spring)
  • 発表場所: コンラッドホテル（韓国・ソウル）
• [学会発表] Non-binary serially concatenated codes for distributed source coding
  • 著者名/発表者名: Motohiko Isaka
  • 学会等名: International Symposium on Information Theory and its Applications
  • 発表場所: Honolulu, HI, USA
• [図書] Channel coding - Theory, algorithms, and applications (2014)
  • 著者名/発表者名: Motohiko Isaka (edited by David Declercq, Marc Fossorier, and Ezio Biglieri)
  • 総ページ数: 667
  • 出版者: Academic Press
• [図書] 情報・符号理論 (2013)
  • 著者名/発表者名: 楫勇一，岩田賢一，葛岡重晃，井坂元彦
  • 総ページ数: 200
  • 出版者: オーム社