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車載計算リソースを利用するセキュア分散処理フレームワークの研究

Research Project

Project/Area Number 21K11877
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (C)

Allocation TypeMulti-year Fund
Section一般
Review Section Basic Section 60060:Information network-related
Research InstitutionAichi Institute of Technology

Principal Investigator

水野 忠則  愛知工業大学, 情報科学部, 教授 (80252162)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 中條 直也  愛知工業大学, 情報科学部, 教授 (30394498)
内藤 克浩  愛知工業大学, 情報科学部, 教授 (80378314)
梶 克彦  愛知工業大学, 情報科学部, 准教授 (40466412)
Project Period (FY) 2021-04-01 – 2026-03-31
Project Status Granted (Fiscal Year 2023)
Budget Amount *help
¥4,030,000 (Direct Cost: ¥3,100,000、Indirect Cost: ¥930,000)
Fiscal Year 2025: ¥780,000 (Direct Cost: ¥600,000、Indirect Cost: ¥180,000)
Fiscal Year 2024: ¥910,000 (Direct Cost: ¥700,000、Indirect Cost: ¥210,000)
Fiscal Year 2023: ¥780,000 (Direct Cost: ¥600,000、Indirect Cost: ¥180,000)
Fiscal Year 2022: ¥780,000 (Direct Cost: ¥600,000、Indirect Cost: ¥180,000)
Fiscal Year 2021: ¥780,000 (Direct Cost: ¥600,000、Indirect Cost: ¥180,000)
Keywords自動車システム / 分散処理 / オーバレイネットワーク / セキュリティ / 仮想化技術 / 車載計算リソース / フレームワーク
Outline of Research at the Start

本研究では、自動運転機能を持つ高い計算性能を持つ自動車システムに着目し、自動車システムの車載計算リソースを他システムから安全かつ有効に利用可能な分散処理フレームワークの研究を行う。目的を実現するためには、自動車システムの車載計算リソースと他システムの計算リソースをセキュアなネットワークによりシームレスに接続する必要があることから、新たなオーバーレイネットワーク技術を確立する。また、自動車システムの性能に影響を与えることを防ぎつつ、他システムのジョブを計算するためには、ジョブを適切に分散するリソース管理手法も不可欠であることから、車載計算リソースを活用する分散処理フレームワーク技術を確立する。

Outline of Annual Research Achievements

本研究では、自動運転で利用される車両には高度な計算資源が搭載されることに着目したものであり、自動運転機能を利用していない場合などの利用されていない余剰計算資源を社会で効率的に活用することを目指した研究である。この目的を達成するためには、車両を相互に安全に接続するネットワーク技術と、さまざまな環境においても計算を実行可能な分散処理技術の実現が不可欠である。本研究では、ネットワーク技術と分散処理技術を分散処理フレームワークとして捉えて実現を目指して研究を進めている。本年度は特にネットワーク技術の汎用性を拡張を目指して研究を進めてきており、分散処理を実現するデバイスとネットワーク技術を分離するためのネットワークアダプタの設計と開発を進めてきた。開発したネットワークアダプタを利用することにより、分散処理を実現するデバイス自体には新たなネットワーク機能を実装する必要がなくなることから、さまざまなデバイスを容易に安全に相互接続が可能となる。また、分散処理技術の研究としては、車載システムでは、さまざまなハードウェアが処理デバイスとして採用する可能性があることから、処理を行うプログラムとハードウェアの依存関係を可能な限り減らす試みが必要と考えている。そこで、処理プログラムを直接デバイス上で実行するのではなく、デバイス上に構築する仮想計算機環境上で実行を行うシステムの設計と開発を進めている。
これらの成果は、国内学会及び国際会議での発表を通して、研究成果の公表を実施した。 次年度は引き続き、各大別テーマを推進することにより、各テーマの基盤技術の洗練をはかっていく予定である。

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

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

Reason

現時点では、分散処理技術に関する概念実証もオーバレイネットワークに関する概念実証も進めることができており、実機を想定した性能評価なども実現しつつ あるため、おおむね順調に進展していると考える。

Strategy for Future Research Activity

分散処理技術に関するテーマでは、仮想環境上で動作する処理サービスの設計手法についての検討も必要であり、特に処理サービス間の柔軟な連携手法についての研究を進める予定である。また、ネットワーク技術に関するテーマでは、直接通信に利用される仮想IPがIPv4をベースとして概念実証を行なっていることから、IPv6も含めた実証システムの拡張を予定している。

Report

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

    (19 results)

All 2024 2023 2022 2021

All Journal Article (4 results) (of which Peer Reviewed: 3 results) Presentation (14 results) (of which Int'l Joint Research: 5 results,  Invited: 2 results) Book (1 results)

  • [Journal Article] Design of new CYPHONIC adapter focused on packet sequential processing scheme2023

    • Author(s)
      Goto Ren、Matama Kazushige、Nishiwaki Chihiro、Naito Katsuhiro
    • Journal Title

      IEICE Communications Express

      Volume: 12 Issue: 5 Pages: 194-199

    • DOI

      10.1587/comex.2023XBL0010

    • ISSN
      2187-0136
    • Year and Date
      2023-05-01
    • Related Report
      2023 Research-status Report 2022 Research-status Report
  • [Journal Article] Proposal of flexible service deployment environment for the edge processing system2022

    • Author(s)
      Nakamura Airi、Naito Katsuhiro、Yamazato Takaya
    • Journal Title

      IEICE Communications Express

      Volume: 11 Issue: 8 Pages: 503-508

    • DOI

      10.1587/comex.2022TCL0026

    • ISSN
      2187-0136
    • Year and Date
      2022-08-01
    • Related Report
      2022 Research-status Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Evaluation of new CYPHONIC: Overlay network protocol based on Go language2022

    • Author(s)
      Taiki Yoshikawa, Hijiri Komura, Chihiro Nishiwaki, Ren Goto, Kazushige Matama, Katsuhiro Naito
    • Journal Title

      IEEE International Conference on Consumer Electronics (ICCE 2022)

      Volume: 1 Pages: 1-6

    • Related Report
      2021 Research-status Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Proposal of an Edge Processing System Supporting Flexible Service Deployments2021

    • Author(s)
      Airi Nakamura , Katsuhiro Naito , Takaya Yamazato
    • Journal Title

      IEEE 10th Global Conference on Consumer Electronics (GCCE 2021)

      Volume: 1 Pages: 1-4

    • Related Report
      2021 Research-status Report
    • Peer Reviewed
  • [Presentation] CYPHONIC Adapter: Enabling Secure P2P Connectivity for Diverse IoT Devices2024

    • Author(s)
      Ren Goto, Kazushige Matama, Ryouta Aihata, Michiyo Suda, Hidekazu Suzuki, Katsuhiro Naito
    • Organizer
      2024 IEEE 21st Consumer Communications & Networking Conference (CCNC)
    • Related Report
      2023 Research-status Report
  • [Presentation] IoT device state management system to inform defect of third party devices2023

    • Author(s)
      Takafumi Sakai, Kenshin Hata, Kensuke Suzuki, Katsuhiro Naito
    • Organizer
      2023 5th International Conference on Computer Communication and the Internet (ICCCI)
    • Related Report
      2023 Research-status Report
  • [Presentation] Enhancing Route Optimization for NAPT Traversal in CYPHONIC: Design and Implementation2023

    • Author(s)
      Kazushige Matama, Hijiri Komura, Ren Goto, Hidekazu Suzuki, Katsuhiro Naito
    • Organizer
      2023 IEEE 12th Global Conference on Consumer Electronics (GCCE 2023)
    • Related Report
      2023 Research-status Report
  • [Presentation] Implementation and Evaluation of CYPHONIC Client Focusing on Sequencing Mechanisms and Concurrency for Packet Processing2023

    • Author(s)
      Ren Goto, Kazushige Matama, Ryouta Aihata, Shota Horisaki, Hidekazu Suzuki, Katsuhiro Naito
    • Organizer
      2023 IEEE 12th Global Conference on Consumer Electronics (GCCE 2023)
    • Related Report
      2023 Research-status Report
  • [Presentation] Distributed processing framework for cooperative service among edge devices2023

    • Author(s)
      Airi Nakamura, Katsuhiro Naito, Takaya Yamazato
    • Organizer
      The 41st IEEE International Conference on Consumer Electronics (ICCE 2023)
    • Related Report
      2022 Research-status Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] コンピュータ高速通信の分散処理への展開2022

    • Author(s)
      水野忠則
    • Organizer
      高度情報シンポジウム、Informatics Society
    • Related Report
      2022 Research-status Report
  • [Presentation] Implementation of spatio-temporal Fencing for Crowd Sensing in a Smartphone Applications2022

    • Author(s)
      Shota Suzaki, Nobuhito Miyagawa, and Katsuhiko Kaji
    • Organizer
      International Workshop on Informatics (IWIN 2022), pp.177-184
    • Related Report
      2022 Research-status Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Proposal of an Extended CYPHONIC Adapter Supporting General Nodes Using Virtual IPv6 Addresses2022

    • Author(s)
      Ren Goto, Kazushige Matama, Chihiro Nishiwaki, Katsuhiro Naito
    • Organizer
      2022 IEEE 11th Global Conference on Consumer Electronics (GCCE)
    • Related Report
      2022 Research-status Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Proposal of an Edge Device Framework for Abstracting Sensor and Camera Devices2022

    • Author(s)
      Takuya Wada, Katsuhiro Naito
    • Organizer
      2022 IEEE 11th Global Conference on Consumer Electronics (GCCE)
    • Related Report
      2022 Research-status Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] エッジデバイスにおけるサービスフレームワークの提案2022

    • Author(s)
      中村 藍梨, 内藤 克浩, 山里 敬也
    • Organizer
      令和四年度 電気・電子・情報関係学会 東海支部連合大会
    • Related Report
      2022 Research-status Report
    • Invited
  • [Presentation] Extension mechanism of overlay network protocol to support digital authenticates2022

    • Author(s)
      Kazushige MATAMA, Ren GOTO, Chihiro NISHIWAKI, Katsuhiro NAITO
    • Organizer
      The 26th World Multi-Conference on Systemics, Cybernetics and Informatics (WMSCI 2022)
    • Related Report
      2022 Research-status Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 仮想 IPv4 アドレスを想定したCYPHONIC アダプタの設計と基礎評価2022

    • Author(s)
      後藤 廉, 吉川 大貴, 小村 聖, 眞玉 和茂, 内藤 克浩
    • Organizer
      IPSJ 研究報告コンシューマ・デバイス&システム(CDS)
    • Related Report
      2021 Research-status Report
  • [Presentation] デバイス主体の自律分散処理サービスフレームワークの提案2021

    • Author(s)
      中村 藍梨, 内藤 克浩, 山里 敬也
    • Organizer
      IPSJ 研究報告コンシューマ・デバイス&システム(CDS)
    • Related Report
      2021 Research-status Report
  • [Presentation] 車載計算リソースを利用するセキュア分散処理フレームワーク2021

    • Author(s)
      水野忠則
    • Organizer
      Informatics Society 高度情報シンポジウム2021
    • Related Report
      2021 Research-status Report
    • Invited
  • [Book] コンピュータネットワーク概論 第2版2024

    • Author(s)
      水野忠則 他
    • Total Pages
      288
    • Publisher
      共立出版
    • Related Report
      2023 Research-status Report

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Published: 2021-04-28   Modified: 2024-12-25  

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