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Wireless communication systems protected by secret sharing and physical layer security incorporated with multiple access

Research Project

Project/Area Number 19K04402
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (C)

Allocation TypeMulti-year Fund
Section一般
Review Section Basic Section 21020:Communication and network engineering-related
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

MIYAZAKI Shinichiro  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)

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, 名誉教授 (30648902)
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) 2019-04-01 – 2022-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2021)
Budget Amount *help
¥3,250,000 (Direct Cost: ¥2,500,000、Indirect Cost: ¥750,000)
Fiscal Year 2021: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000)
Fiscal Year 2020: ¥910,000 (Direct Cost: ¥700,000、Indirect Cost: ¥210,000)
Fiscal Year 2019: ¥1,040,000 (Direct Cost: ¥800,000、Indirect Cost: ¥240,000)
Keywords秘密分散 / 多元接続 / 信号処理 / 無線通信 / 情報セキュリティ / 物理層のセキュリティ
Outline of Research at the Start

映像などの大容量情報を保護対象とする無線通信の需要を背景に,本研究では,多元接続を導入した物理層のセキュリティと秘密分散で情報保護がなされた無線マルチメディア通信方式の研究を行う.これまでは,物理層のセキュリティと秘密分散の二つの要素技術を基にした情報保護を強化した無線通信方式の提案がほとんどなされていない.本研究は,無線通信の分野と情報セキュリティの分野で,個別の分野で研究されてきた技術を効果的に融合させ発展させるもので,その効果が期待できる.

Outline of Final Research Achievements

The threshold secret sharing scheme distributes secret information into n shares, and the original information can be recovered when k or more shares are collected. This scheme is resistant to information leakage because no information can be recovered even if k-1 shares are collected. In physical layer security, it is important to increase the difference in reception quality between authorized and unauthorized terminals by improving that of authorized terminals as much as possible.
In this study, we proposed a method of secret sharing that provides a difference in the probability of reproducing secret information between authorized and unauthorized terminals, and a method of improving the reception quality of authorized terminals in multiple access. The characteristics of the proposed methods are demonstrated by computer simulations.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

無線通信は,その利便性から様々な通信システムにおいて需要が拡大している.それにともない,盗聴による情報漏えいなどのリスクに対して情報保護への要求も拡大している.一般的には暗号化や認証といった手段で情報を保護しているが,計算機の計算能力が飛躍的に向上すれば情報漏えいの危険性もある.そのため,無線通信における情報保護をより強化するために,秘密分散や物理層のセキュリティなどの伝送系の信号処理といった新たな手法を加え,情報保護手法の要求条件等を明らかにしたことは社会的意義が大きい.

Report

(4 results)
  • 2021 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2020 Research-status Report
  • 2019 Research-status Report
  • Research Products

    (19 results)

All 2022 2021 2020 2019

All Journal Article (3 results) (of which Peer Reviewed: 3 results,  Open Access: 1 results) Presentation (16 results)

  • [Journal Article] Optical CDMA Scheme Using Generalized Modified Prime Sequence Codes and Extended Bi-Orthogonal Codes2021

    • Author(s)
      ONO Kyohei,YAMASAKI Shoichiro,MIYAZAKI Shinichiro,MATSUSHIMA Tomoko K.
    • Journal Title

      IEICE Transactions on Fundamentals of Electronics, Communications and Computer Sciences

      Volume: E104.A Issue: 9 Pages: 1329-1338

    • DOI

      10.1587/transfun.2020EAP1148

    • NAID

      130008081821

    • ISSN
      0916-8508, 1745-1337
    • Year and Date
      2021-09-01
    • Related Report
      2021 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Optical Code-Division Multiple Access Transmission Scheme with Level-Division Multiplexing2021

    • Author(s)
      上方 文理、小野 恭平、宮崎 真一郎、山嵜 彰一郎、松嶋 智子、大村 光徳
    • Journal Title

      電子電子情報通信学会論文誌A 基礎・境界

      Volume: J104-A Issue: 8 Pages: 178-190

    • DOI

      10.14923/transfunj.2020JAP1034

    • ISSN
      1881-0195
    • Year and Date
      2021-08-01
    • Related Report
      2021 Annual Research Report 2020 Research-status Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] 多重ユーザ干渉と背景光を同時に除去する同期光CDMAシステムに関する研究2020

    • Author(s)
      上方文理,松嶋智子,山嵜彰一郎,宮崎真一郎,大村光徳
    • Journal Title

      電子情報通信学会論文誌A

      Volume: vol.J103-A, No.7 Pages: 1-16

    • Related Report
      2019 Research-status Report
    • Peer Reviewed
  • [Presentation] レベル分割多重を用いた同期光CDMA 方式の受信光強度推定に関する検討2022

    • Author(s)
      上方文理, 宮崎真一郎, 大村光徳, 大野成義, 山嵜彰一郎, 松嶋智子
    • Organizer
      電子情報通信学会 技術研究報告, IT2021-51
    • Related Report
      2021 Annual Research Report
  • [Presentation] LDMを用いた同期光CDMA 方式の受信光強度推定に関する検討2021

    • Author(s)
      上方文理, 宮崎真一郎, 大村光徳, 大野成義, 山嵜彰一郎, 松嶋智子
    • Organizer
      第 44 回情報理論とその応用 シンポジウム (SITA2021)
    • Related Report
      2021 Annual Research Report
  • [Presentation] LDM を用いた同期光 CDMA 方式における強度推定の検討2021

    • Author(s)
      上方文理,迫田光主,大村光德, 宮崎真一郎
    • Organizer
      第 29 回 職業能力開発研究発表講演会(PTUフォーラム2021)
    • Related Report
      2021 Annual Research Report
  • [Presentation] しきい値復号システムの開発2021

    • Author(s)
      松浦大那,宮﨑 真一郎,大村光德
    • Organizer
      第 29 回 職業能力開発研究発表講演会(PTUフォーラム2021)
    • Related Report
      2021 Annual Research Report
  • [Presentation] 無線伝送のビット誤り率特性の活用2021

    • Author(s)
      田中倫太郎,大村光德,宮崎真一郎
    • Organizer
      第 29 回 職業能力開発研究発表講演会(PTUフォーラム2021)
    • Related Report
      2021 Annual Research Report
  • [Presentation] 無線伝送の周波数領域等化における残留歪みの軽減方式の検討2020

    • Author(s)
      髙田康平,宮崎真一郎,山嵜彰一郎,松嶋智子
    • Organizer
      電子情報通信学会技術研究報告,RCS2020-178
    • Related Report
      2020 Research-status Report
  • [Presentation] レベル分割多重を用いた光CDMA伝送方式の特性評価2020

    • Author(s)
      上方文理,小野恭平,宮崎真一郎,山嵜彰一郎,松嶋智子,大村光徳
    • Organizer
      電子情報通信学会技術研究報告,IT2020-58
    • Related Report
      2020 Research-status Report
  • [Presentation] 背景光とシンチレーションを考慮した光 CDMA 空間伝送の評価2020

    • Author(s)
      上方文理,小野恭平,松嶋智子,山嵜彰一郎,宮崎真一郎,大村光德
    • Organizer
      第28回職業能力開発研究発表講演会講演論文集, 28-H-2
    • Related Report
      2020 Research-status Report
  • [Presentation] 秘密分散で情報保護を施した無線通信方式の検討2019

    • Author(s)
      小野恭平,山嵜彰一郎,松嶋智子,宮崎真一郎,大村光德
    • Organizer
      第27回職業能力開発研究発表講演会講演論文集,30-H-11
    • Related Report
      2019 Research-status Report
  • [Presentation] ElGamal暗号系と組み合わせた組織Reed-Solomon符号を用いる秘密分散方式2019

    • Author(s)
      山嵜彰一郎,松嶋智子,宮崎真一郎,大村光徳
    • Organizer
      電子情報通信学会ソサイエティ大会, 基礎境界/NOLTA講演論文集,A-2-2
    • Related Report
      2019 Research-status Report
  • [Presentation] 背景光と多重ユーザ干渉を同時に除去する同期光CDMA方式に関する研究2019

    • Author(s)
      松嶋智子,山嵜彰一郎,上方文理,大村篤生,遠藤克帆,宮崎真一郎,大村光徳
    • Organizer
      電子情報通信学会技術研究報告,WBS2019-20
    • Related Report
      2019 Research-status Report
  • [Presentation] レベル分割多重を用いた光CDMA多重伝送に関する研究2019

    • Author(s)
      松嶋智子,山嵜彰一郎,宮崎真一郎,大村光徳
    • Organizer
      電子情報通信学会ソサイエティ大会, 基礎境界/NOLTA講演論文集, A-2-3
    • Related Report
      2019 Research-status Report
  • [Presentation] レベル分割多重を用いた光CDMA多重伝送方式2019

    • Author(s)
      山嵜彰一郎,松嶋智子,小野恭平,遠藤克帆,大村篤生,宮崎真一郎,大村光德
    • Organizer
      第42回情報理論とその応用シンポジウム(SITA2019), 3.4.4
    • Related Report
      2019 Research-status Report
  • [Presentation] レベル分割多重を用いた光CDMA伝送の基本構成と特性2019

    • Author(s)
      遠藤克帆、山嵜彰一郎、松嶋智子、宮崎真一郎、大村光徳
    • Organizer
      第27回職業能力開発研究発表講演会講演論文集, 30-H-9
    • Related Report
      2019 Research-status Report
  • [Presentation] 多段階のレベル分割を用いた光CDMA方式における多重化分離処理2019

    • Author(s)
      大村篤生、山嵜彰一郎、松嶋智子、宮崎真一郎、大村光徳
    • Organizer
      第27回職業能力開発研究発表講演会講演論文集, 30-H-10
    • Related Report
      2019 Research-status Report
  • [Presentation] 背景光を除去する同期光CDMA方式の評価2019

    • Author(s)
      上方文理,松嶋智子,山嵜彰一郎,宮崎真一郎,大村光德
    • Organizer
      第27回職業能力開発研究発表講演会講演論文集, 30-H-8
    • Related Report
      2019 Research-status Report

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Published: 2019-04-18   Modified: 2023-01-30  

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