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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

Research Project

Project/Area Number 20K11810
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (C)

Allocation TypeMulti-year Fund
Section一般
Review Section Basic Section 60070:Information security-related
Research InstitutionKobe University

Principal Investigator

森井 昌克  神戸大学, 工学研究科, 特命教授 (00220038)

Project Period (FY) 2020-04-01 – 2025-03-31
Project Status Granted (Fiscal Year 2023)
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)
KeywordsQR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
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。

Outline of Annual Research Achievements

2020年度ではホログラムQRコードが実際に構築可能であることを実証し、2021年度ではこのホログラムQRコードを実装する際に、より読み取り精度(認識率)を向上させる手法について考察を行った。具体的にはモジュール(セル)への雑音(歪み)付加方法を検討し、その具体的方法を与えた。また画像と一体化したQRコードの作成問題において、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、すなわちQRコードのモジュール(セル)が目立たない新たな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開発した。2022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。またフォント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した。2023年度ではこのフォントQRコードの実装において改良を来ない、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できることを示し評価した。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。

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

2023年度までに、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。その応用として新たな認証システムの提案も行った。さらには災害時での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。またフォント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。特に2023年度はフォントQRコードの改良し、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とした。これらの成果は当初の計画である、ホログラムQRコードの実装、改良、そしてQRコードの安全性を中心に構造解明を行う以上の成果を生んでいる。

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。またホログラムQRコードの認識率向上のみならず、その実用化について研究を重ねる。さらにホログラムQRコードから、現在、社会的な問題となっているフィッシング詐欺の新たな手法の問題点を提案し、その対策について考察する。

Report

(4 results)
  • 2023 Research-status Report
  • 2022 Research-status Report
  • 2021 Research-status Report
  • 2020 Research-status Report
  • Research Products

    (14 results)

All 2023 2022 2021 2020 Other

All Journal Article (4 results) (of which Peer Reviewed: 2 results) Presentation (8 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results,  Invited: 1 results) Remarks (2 results)

  • [Journal Article] Two-dimensional Code Accelerates Economic Movement:2D Code Payment and Its Security2022

    • Author(s)
      森井 昌克
    • Journal Title

      情報処理

      Volume: 63 Issue: 6 Pages: e8-e13

    • DOI

      10.20729/00217805

    • Year and Date
      2022-05-15
    • Related Report
      2022 Research-status Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] 漢字フォントを重畳したQRコードの開発2022

    • Author(s)
      田原直哉,甲斐博,森井昌克
    • Journal Title

      電子情報通信学会技術研究報告

      Volume: LOIS2022-22 Pages: 47-52

    • Related Report
      2022 Research-status Report
  • [Journal Article] 二次元コードを利用した災害時地図表示システムとその実装2022

    • Author(s)
      三井陸豊,村井祐斗,中嶋祥吾,白石善明,森井昌克
    • Journal Title

      電子情報通信学会技術研究報告

      Volume: LOIS2022-42 Pages: 65-70

    • Related Report
      2022 Research-status Report
  • [Journal Article] A Construction of QR Codes that Output Two Information -Existence of QR Code that Leads to Malicious Websites and Its Threat-2020

    • Author(s)
      瀧田 愼、大熊 浩也、森井 昌克
    • Journal Title

      電子情報通信学会論文誌D 情報・システム

      Volume: J103-D Issue: 4 Pages: 291-300

    • DOI

      10.14923/transinfj.2019JDT0003

    • ISSN
      1880-4535, 1881-0225
    • Year and Date
      2020-04-01
    • Related Report
      2020 Research-status Report
    • Peer Reviewed
  • [Presentation] QR-Code with Superimposed Text2023

    • Author(s)
      Naoya Tahara,Senling Wang,Hiroshi Kai,Hiroshi Takahashi,Masakatu Morii
    • Organizer
      2023 24st Asia-Pacific Network Operations and Management Symposium (APNOMS)
    • Related Report
      2023 Research-status Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 2層化されたQRコードとその原理 ~ ホログラムQRコードの開発 ~2022

    • Author(s)
      森井 昌克
    • Organizer
      電子情報通信学会 ライフインテリジェンスとオフィス情報システム研究会
    • Related Report
      2022 Research-status Report
    • Invited
  • [Presentation] QR コードの認識特性とその脆弱性について2021

    • Author(s)
      橋本樹,村井祐斗,西井大智,中嶋祥吾,白石善明,森井昌克
    • Organizer
      情報処理学会主催 コンピュータセキュリティシンポジウム2021
    • Related Report
      2021 Research-status Report
  • [Presentation] QRコード化した身分証明書顔写真による本人認証システム の開発2021

    • Author(s)
      中嶋祥吾,瀧田愼,白石善明,森井昌克
    • Organizer
      情報処理学会主催 コンピュータセキュリティシンポジウム2021
    • Related Report
      2021 Research-status Report
  • [Presentation] GMD復号法を利用した難読QRコード の認識精度改善2021

    • Author(s)
      橋本樹,白石善明,森井昌克
    • Organizer
      電子情報通信学会主催 情報理論とその応用シンポジウム2021
    • Related Report
      2021 Research-status Report
  • [Presentation] Post Aesthetic QR(PAQR)コードの提案2021

    • Author(s)
      西井大智,中嶋祥吾,白石善明,森井昌克
    • Organizer
      2021年度電気関係学会関西支部講演会
    • Related Report
      2021 Research-status Report
  • [Presentation] 2層化されたQRコードとその原理 ~ ホログラムQRコードの開発 ~2021

    • Author(s)
      川原大弥,山崎康平,瀧田愼、白石善明,森井昌克
    • Organizer
      電子情報通信学会ライフインテリジェンスとオフィス情報システム研究会
    • Related Report
      2020 Research-status Report
  • [Presentation] ホログラムQRコードの開発 ~ 2層化されたQRコードとその原理 ~2021

    • Author(s)
      川原大弥,山崎康平,瀧田愼、白石善明,森井昌克
    • Organizer
      2021年暗号と情報セキュリティシンポジウム(SCIS2021)
    • Related Report
      2020 Research-status Report
  • [Remarks] 森井教授の サイバーフィジカルセキュリティ講座

    • URL

      https://www.jdsf.gr.jp/morii-column

    • Related Report
      2023 Research-status Report
  • [Remarks] YAHOO!JAPANニュース オーサー 森井昌克 「怪奇骨董技術箱」

    • URL

      https://news.yahoo.co.jp/expert/authors/moriimasakatsu

    • Related Report
      2023 Research-status Report

URL: 

Published: 2020-04-28   Modified: 2024-12-25  

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