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A security enhancement technique for wireless communications based on physical layer secrecy coding and secret sharing

Research Project

Project/Area Number 16K06375
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (C)

Allocation TypeMulti-year Fund
Section一般
Research Field Communication/Network engineering
Research Institution独立行政法人高齢・障害・求職者雇用支援機構職業能力開発総合大学校(能力開発院、基盤整備センター)

Principal Investigator

YAMASAKI shoichiro  独立行政法人高齢・障害・求職者雇用支援機構職業能力開発総合大学校(能力開発院、基盤整備センター), 能力開発院, 教授 (60648963)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 松嶋 智子  独立行政法人高齢・障害・求職者雇用支援機構職業能力開発総合大学校(能力開発院、基盤整備センター), 能力開発院, 教授 (30648902)
宮崎 真一郎  独立行政法人高齢・障害・求職者雇用支援機構職業能力開発総合大学校(能力開発院、基盤整備センター), 能力開発院, 准教授 (40648937)
大村 光徳  独立行政法人高齢・障害・求職者雇用支援機構職業能力開発総合大学校(能力開発院、基盤整備センター), 能力開発院, 准教授 (40725719)
Project Period (FY) 2016-04-01 – 2019-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2018)
Budget Amount *help
¥3,640,000 (Direct Cost: ¥2,800,000、Indirect Cost: ¥840,000)
Fiscal Year 2018: ¥1,170,000 (Direct Cost: ¥900,000、Indirect Cost: ¥270,000)
Fiscal Year 2017: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000)
Fiscal Year 2016: ¥1,040,000 (Direct Cost: ¥800,000、Indirect Cost: ¥240,000)
Keywords情報セキュリティ / 秘密分散 / 物理層のセキュリティ / リードソロモン符号 / 無線パケット通信 / 無線通信 / 物理想のセキュリティ / 誤り訂正符号
Outline of Final Research Achievements

Secret sharing is a method to protect information for security. The information is divided into n shares, and the information is reconstructed from any k shares but no knowledge of it is revealed from k-1 shares. Physical layer security is a method to yield a favorable receive condition to an authorized destination terminal in wireless communications.
In this study, we propose secure wireless packet communications with the secret sharing based on systematic Reed-Solomon coding and the physical layer security based on vector coding. The secret sharing based on Reed-Solomon coding yields a favorable receive condition to the authorized destination terminal. And the physical layer security based on vector coding implements a single-antenna system and a multi-antenna system. The validity of the proposed scheme was shown by computer simulations.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

秘密分散に基づく情報管理においてシェアの配信を伴う場合,シェアが非正規のユーザにより通信路上で取得される危険がある.このような状況を考慮して,本研究では,正規のユーザにおける分散されたシェアから情報を再構成するときの条件と比較して,非正規のユーザにおけるその条件が不利になるような秘密分散の工夫と,無線環境の情報配信を前提に,物理層の伝送処理により非正規ユーザにおける信号受信品質を劣化させる工夫を施した情報管理方式を提案し評価したことに学術的意義がある.
第5世代無線通信,あるいは,それ以降の無線通信に応用し得る情報保護方式とシステムを提案していることに社会的意義がある.

Report

(4 results)
  • 2018 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2017 Research-status Report
  • 2016 Research-status Report
  • Research Products

    (20 results)

All 2019 2018 2017 2016

All Journal Article (6 results) (of which Peer Reviewed: 6 results) Presentation (14 results) (of which Invited: 1 results)

  • [Journal Article] NFCを用いたElGamal暗号しきい値復号システムの開発2019

    • Author(s)
      大村 光德, 宮崎 真一郎, 松嶋 智子, 山嵜 彰一郎
    • Journal Title

      技能科学研究

      Volume: 印刷中

    • NAID

      40022060569

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      山嵜彰一郎, 松嶋智子
    • Journal Title

      IEICE Fundamentals Review

      Volume: Vol.12, No.2 Pages: 107-114

    • NAID

      130007493248

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      河本 椋,中村 信也,松嶋 智子,宮崎 真一郎,大村 光徳,山嵜 彰一郎
    • Journal Title

      技能科学研究

      Volume: 34巻,1号 Pages: 94-103

    • NAID

      120006876460

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      Shoichiro Yamasaki, Tomoko K. Matsushima, Shinichiro Miyazaki, Kotoku Omura, Hirokazu Tanaka
    • Journal Title

      IEICE Transactions on Fundamentals of Electronics, Communications and Computer Sciences

      Volume: E100.A Issue: 12 Pages: 2680-2690

    • DOI

      10.1587/transfun.E100.A.2680

    • NAID

      130006236516

    • ISSN
      0916-8508, 1745-1337
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    • Author(s)
      Tomoko K. Matsushima, Masaki Kakuyama, Yuya Murata, Yasuaki Teramachi, Shoichiro Yamasaki
    • Journal Title

      IEICE Transactions on Fundamentals of Electronics, Communications and Computer Sciences

      Volume: E100.A Issue: 10 Pages: 2135-2145

    • DOI

      10.1587/transfun.E100.A.2135

    • NAID

      130006109883

    • ISSN
      0916-8508, 1745-1337
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      宮崎 真一郎,山嵜 彰一郎,松嶋 智子,大村 光德
    • Journal Title

      職業能力開発研究誌

      Volume: 33巻1号 Pages: 76-81

    • NAID

      130007895750

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      山嵜彰一郎,松嶋智子
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  • [Presentation] 拡張プライム系列符号を用いた可視光通信のための調光制御方式に関する一検討2019

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      河本 椋,土居勇人,上村健夢,宮崎真一郎,大村光德,松嶋智子,山嵜彰一郎
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      電子情報通信学会 技術研究報告 WBS2018-98
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      小野恭平,山嵜彰一郎,松嶋智子,宮崎真一郎,大村光德
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      河本 椋,土居勇人,上村健夢,松嶋智子,宮崎真一郎,大村光德,山嵜彰一郎
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      電子情報通信学会 技術研究報告 MICT2018-66
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      河本 椋,松嶋智子,宮崎真一郎,大村光德,山嵜彰一郎
    • Organizer
      電子情報通信学会 技術研究報告 WBS2018-23
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  • [Presentation] 分散ストレージシステムにおける秘密分散を用いた情報保護方式の研究2017

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      芝 優志,宮崎 真一郎,大村 光德,松嶋 智子,山嵜 彰一郎
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      電子情報通信学会技術研究報告,IT2017-18
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      佐藤 紘樹,芝 優志,宮崎 真一郎,大村 光德,松嶋 智子,山嵜 彰一郎
    • Organizer
      電子情報通信学会技術研究報告,IT2017-19
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      2017 Research-status Report
  • [Presentation] 拡張プライム系列符号と干渉キャンセラを用いた可視光CDM伝送実験システムの開発2017

    • Author(s)
      河本 椋,中村 信也,松嶋 智子,宮崎 真一郎,大村 光德,山嵜 彰一郎
    • Organizer
      電子情報通信学会技術研究報告,WBS2017-23
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      2017 Research-status Report
  • [Presentation] A Study on Signature Codes and Bit Error Rate Performance of Synchronous Optical CDMA with MUI Cancellation2017

    • Author(s)
      Tomoko K. Matsushima, Agus Susilo, Ryo Kawamoto, Shinichiro Miyazaki, Kotoku Omura, Shoichiro Yamasaki
    • Organizer
      電子情報通信学会技術研究報告,WBS2017-31
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      2017 Research-status Report
  • [Presentation] CDMA無線通信における拡張プライム系列を用いた拡散符号の検討2017

    • Author(s)
      佐藤 紘樹,芝 優志,宮崎 真一郎,大村 光德,松嶋 智子,山嵜 彰一郎
    • Organizer
      第40回情報理論とその応用シンポジウム(SITA2017), 3.3.1
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  • [Presentation] 秘密分散を用いた分散ストレージシステムの信頼性を高める符号化方式の研究2017

    • Author(s)
      芝 優志,宮崎 真一郎,大村 光德,松嶋 智子,山嵜 彰一郎
    • Organizer
      第40回情報理論とその応用シンポジウム(SITA2017), 4.1.1
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      2017 Research-status Report
  • [Presentation] 視覚復号型秘密分散の信号処理に関する研究2016

    • Author(s)
      山嵜彰一郎, 松嶋智子, 大村光德,宮崎真一郎,田中宏和
    • Organizer
      電子情報通信学会 2016年ソサイエティ大会
    • Place of Presentation
      北海道大学(北海道札幌市)
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  • [Presentation] 視覚復号型秘密分散における符号化と復号方式2016

    • Author(s)
      山嵜彰一郎, 松嶋智子, 大村光德,宮崎真一郎
    • Organizer
      職業大フォーラム 第24回職業能力開発研究発表講演会
    • Place of Presentation
      職業能力開発総合大学校(東京都小平市)
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      2016 Research-status Report

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Published: 2016-04-21   Modified: 2020-03-30  

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