| Project/Area Number |
22K04105
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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 21020:Communication and network engineering-related
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| Research Institution | Kagawa University |
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Principal Investigator |
小玉 崇宏 香川大学, 創造工学部, 准教授 (50638525)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
松本 怜典 国立研究開発法人産業技術総合研究所, エレクトロニクス・製造領域, 研究員 (20809909)
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| Project Period (FY) |
2022-04-01 – 2025-03-31
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| Project Status |
Granted (Fiscal Year 2023)
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| Budget Amount *help |
¥4,290,000 (Direct Cost: ¥3,300,000、Indirect Cost: ¥990,000)
Fiscal Year 2024: ¥130,000 (Direct Cost: ¥100,000、Indirect Cost: ¥30,000)
Fiscal Year 2023: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000)
Fiscal Year 2022: ¥2,730,000 (Direct Cost: ¥2,100,000、Indirect Cost: ¥630,000)
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| Keywords | 暗号化 / 光通信 / 変調方式 / 偏波多重 / セキュリティ / 暗号 / デジタルコヒーレント |
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| Outline of Research at the Start |
本研究では，シンボル保持マスク方式の特長を活かしながら，盗聴者に元の暗号鍵を解読された場合に高秘匿性を確保するため，伝送時点で暗号鍵情報が時空間の2次元に拡散するように，暗号鍵を基に位相シフトさせる前段階にデジタル領域で行う時空間暗号化キートランスフォーメーション（KX）技術を創発する。さらに，正規受信者が変調信号の信号品質・情報量のいずれも劣化なく，盗聴者が“暗号鍵”と“暗号文”の2つの盗聴に成功し，且つ誤り訂正能力の高い軟判定復号を試みる場合においても，暗号解読が困難であることを立証する。
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では，暗号利用モードの中で現代共通鍵暗号の標準的なAESと共存可能かつ独立に動作可能な物理暗号技術の確立に向けて，比較的低速で処理できるデジタル信号を対象とした暗号化の研究に取り組み，正規受信者に対して信号品質・情報量がともに無劣化の特長を活かした新たな時空間暗号化KXの技術を確立することが本研究の目的としている．今回の研究対象である時空間暗号化KX技術を適用した偏波多重多値変調信号の伝送システムの評価に当たって，受信時の信号品質・情報量について数値シミュレーションは香川大学内の計算機環境を利用して行った．また，共同研究者による原理検証実験は産業技術総合研究所の環境を活用したデータ取得と学生による香川大学内計算機環境でオフライン信号処理によるデータ復元を独立して行うことで，金銭と時間を効率化しながら取り組めた．
2年目の終了時点で，時空間暗号化KX技術において暗号鍵を用いたシンボル配置保持マスク方式に関する以下の研究成果を得た．空間暗号化処理における均一交換の条件の下で，光ファイバ伝送における線形領域と非線形領域のいずれにおいても，①正規受信者に対して信号品質であるBERと一般相互情報量であるGMIいずれも暗号化無しの場合と比較して過剰な劣化がないことをシミュレーションと実験により示した．②盗聴者に対して暗号鍵をもたない場合およびKXの情報をもたない場合のいずれにおいてもBERとGMIいずれも著しい劣化があり盗聴困難なことをシミュレーションと実験により明らかにした．
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
1: Research has progressed more than it was originally planned.
Reason
今回の研究の最終目標は，時空間暗号化KX技術において，①正規受信者が暗号化に伴って変調信号の信号品質であるBERとGMIが劣化しないことを示すこと，②暗号鍵所有かつ暗号鍵交換規則未所有および暗号鍵部分的所有かつ暗号鍵交換規則所有の盗聴者が完全に暗号文を解読できないことを示すことの2点であるため，それらの目標は達成できたといえる．国内学会を通して得られたコメントである空間暗号化処理における不均一交換時との比較検討が課題となったため，最終年度にその課題に取り組む予定をしている．
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| Strategy for Future Research Activity |
申請段階で設定した目標は概ね達成した状況である。国内の学会発表を通して得られた検討事項を新たに追加で実施する予定としている。その内容を国際学会もしくは学術論文誌に投稿を予定している。
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