QRコードの特性とその脆弱性、および安全性に関する研究
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20K11810
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
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| Allocation Type | Multi-year Fund |
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| Section | 一般 |
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| Review Section |
Basic Section 60070:Information security-related
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| Research Institution | Kobe University |
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Principal Investigator |
森井 昌克 神戸大学, 工学研究科, 教授 (00220038)
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| Project Period (FY) |
2020-04-01 – 2024-03-31
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| Project Status |
Granted (Fiscal Year 2022)
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| Budget Amount *help |
¥4,160,000 (Direct Cost: ¥3,200,000、Indirect Cost: ¥960,000)
Fiscal Year 2022: ¥1,170,000 (Direct Cost: ¥900,000、Indirect Cost: ¥270,000)
Fiscal Year 2021: ¥1,690,000 (Direct Cost: ¥1,300,000、Indirect Cost: ¥390,000)
Fiscal Year 2020: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000)
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| Keywords | QRコード / 二次元コード / 自動認識 / 符号理論 / 誤り訂正符号 / リードソロモン符号 / ホログラム / 脆弱性 |
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| Outline of Research at the Start |
QRコードの性能、特性を明らかにし、その潜在的な能力や拡張方法、さらに利用方法によっては脆弱性となる機能を導くこと、そしてその安全な利用に向けての指針を与えることを目的とする。ホログラムQRコードと称する、汎用のQRコードリーダーが撮像する角度の変化によって抽出できる情報を選択できるQRコードを開発する。このホログラムQRコードは一般のホログラムと同様、 印刷物の安全性を担保する。また符号理論における符号化変調方式を拡張し、パターン認識 での信頼度情報として認識精度を格段に向上させる大容量二次元コードを開発する。
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| Outline of Annual Research Achievements |
現在、自動認識技術として、広く産業分野のみならず、一般社会で流通し、様々な分野で利用されるQRコードであるが、仕様が定められているにもかかわらず、実用的な自動認識技術としての融通さゆえに、適用する誤り訂正符号であるリードソロモン符号だけですら「埋め草コード」等様々なパラメータがあり、さらに光学的認識、パターン認識における「雑音」となるところの誤認識の特殊性も相まって、その特性が十分解明されていない。令和2年度および3年度では、この特性を解明することを目的とし、特にその特性を利用した新たな技術の開発を目指した。最終年度である令和4年度では提案したホログラムQRコードの特性解明とさらにはその応用を目指した実装と合わせて、それらの知見を基にした新たな応用を実現した。その一つは災害時でのQRコードの利用として、緊急避難先の地図を格納する方法を提案し、十分視認に耐えうる地図の表示と説明を与えることを実現した。さらにフォントQRコードと題して、QRコードのモジュール（セル）を原稿用紙のマス目に見立て、漢字およびアルファベットのフォントを記入し（印刷あるいは表示し）、かつQRコードとして情報を格納、読み取りできる方法を提案、実装した。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
令和2年度、3年度ではホログラムQRコードの提案と実装、並びにより読み取り精度（認識率）を向上させる手法を与え、評価した。さらには従来からのAesthetic QRコードに比較して、格段に一体度を増した、Post Aesthetic QRコードを提案し、評価を行った。またPost Aesthetic QRコードの概念を利用して、QRコードを利用した新たな個人認証システムをも開発した。最終年度である令和4年度では提案したホログラムQRコードの特性解明とさらにはその応用を目指した実装と合わせて、それらの知見を基にした新たな応用を実現した。その一つは災害時でのQRコードの利用として、緊急避難先の地図を格納する方法を提案し、十分視認に耐えうる地図の表示と説明を与えることが実現した。災害時には通信環境を保つことが困難であり、QRコード自体に避難先情報を格納できる得ることの意義は大きい。さらにフォントQRコードと題して、QRコードのモジュール（セル）を原稿用紙のマス目に見立て、漢字およびアルファベットのフォントを記入し（印刷あるいは表示し）、かつQRコードとして情報を格納、読み取りできる方法を提案、実装した。本方法ではフォントを画像として、QRコードの一部に表示するのではなく、すべてのモジュールにフォントを記入することが出来、たとえば論文の題目と概要をQRコード自体に表示し、その論文が記載されているURLをQRコードの情報として格納することが可能となる。もちろんフォントをほとんど傷つける、つまり十分読み取り可能であり雑音としてはほとんど目立たないように実現可能である。このフォントQRコードの実現は実用上でも大きな価値があると考えられる。
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| Strategy for Future Research Activity |
QRコードの潜在的能力の解明においてはQRコードの様々な状態、あるいはQRコードを認識する様々な環境において、有効に作用する高精度復号法（認識方法）の提案を行い、その実装評価を進める。またPost Aesthetic QRコードを利用した、QRコードの実用面での脆弱性の提示とその対策、さらにはホログラムQRコードの認識率向上とその実用化について研究を重ねる。また大きな成果として得られたフォントQRコードの実現について、より読み取り精度の向上と雑音の低減、さらには社会実装を目指して研究開発活動を続ける。
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Report
(3 results)
Research Products
(11 results)
