2016 Fiscal Year Annual Research Report
IoT時代の遠隔操作型・自律型移動システムにおける安全かつ高信頼な通信の実現
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16H01723
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| Research Institution | Okayama University |
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Principal Investigator |
野上 保之 岡山大学, 自然科学研究科, 教授 (60314655)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
日下 卓也 (甲本卓也) 岡山大学, 自然科学研究科, 講師 (00336918)
五百旗頭 健吾 岡山大学, 自然科学研究科, 助教 (10420499)
荒木 俊輔 九州工業大学, 大学院情報工学研究院, 助教 (20332851)
籠谷 裕人 岡山大学, 自然科学研究科, 講師 (50271060)
前山 祥一 岡山大学, 自然科学研究科, 講師 (50292537)
中西 透 広島大学, 工学研究院, 教授 (50304332)
亀川 哲志 岡山大学, 自然科学研究科, 講師 (80432623)
上原 聡 北九州市立大学, 国際環境工学部, 教授 (90213389)
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| Project Period (FY) |
2016-04-01 – 2019-03-31
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| Keywords | アクセス制御 / 制御ネットワークセキュリティ / IoTセキュリティ / 遠隔操作・自律駆動 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本年度研究の概要として、まず乱数生成については、これまで研究グループで提案してきている二値の擬似乱数系列に対して、その複雑度（次のビットの予測困難性）について多くの理論的な研究成果を得た。具体的には、擬似乱数の生成について、有限体理論を活用した乱数生成手法と、整数上・有限体上でのロジスティック写像を活用した乱数生成手法について検討を行った。とりわけ今回のような活用については、その効率的な生成と、自己・相互相関、複雑度などが重要な指標となる。それらの事柄について得られた成果は、国際会議および論文として報告することができている。
また、通信の信頼性については、実験なども踏まえながら定量的に評価することができ、そのような実際的な様子も踏まえながら、今後のプロトコル設計へと展開できるようになっている。具体的には、CANパケットのペイロード部の活用について、安全性と信頼性のどちらにウェイトを置くべきか厳密な検討が進められる状況にある。
また駆動系の実験については、初年度にしてCANネットワークを乗っ取る実験を進めることができた。その際に、どのような偽パケットをどのようなタイミングで送信すれば、本来の正しいECUをダウンさせ、CAN通信を乗っ取ることができるか、などの実験を具体的に行うことができた。これに合わせ、実験用の電気自動車コムスの納入および基本的な動作の確認も済み、来年度に向けた具体的な実験の準備を整えることができている。
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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
おおむね、予定している研究開発項目について進んでいる。
その上で、以下幾つかの点で再検討も行っている。
まずCAN通信の信頼性については、もとより良好な状況にあり、誤り訂正符号の導入については掘り下げた状況検討が必要となっている。具体的には、実際的な状況から少し離れ、極めて劣悪な通信環境（電磁環境が劣悪な場面）などを想定する必要がある。
それから、先行して検討を進めている暗号状態制御（暗号化したまたせでの制御を可能とする）については、CANなどで活躍するマイコンなどの性能レベルに合わせて、この機能を実現することは困難な状況にある。もとより本研究項目は、理論的な検討を先行させ、実際的な適用を考える場合には、適切なパラメータ設定・アルゴリズム開発で対応することを考えていた。どのような形で実現するか・実現できるかについて再検討を進めている。
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| Strategy for Future Research Activity |
まずシステムに適応した暗号技術の導入については、初年度の経過も踏まえ、まずは乱数を用いたHashなどのよるMAC認証の導入から検討する。また認証系としては楕円曲線暗号の導入も検討する。合わせて、まずはCANにおけるHMACを用いたプロトコルの導入と、その動作検証を進める。その際に、楕円曲線暗号の適用については実験を交えながら検討を始める。もとより、楕円曲線暗号については計算処理コストが高いことから、これを抑えられるパラメータ設定および実装について研究開発を進める。その際には、Arduino、RaspberryPi、FPGAなどを用いた実験なども行う。搭載するアルゴリズムの個々については、サイドチャネル攻撃の可能性を精査し、その対策を盛り込むように考える。そして、全体のオペレーティングシステムを整備して、具体的に実験ロボットの動きの制御コントロール確認を行う。また想定される改ざん攻撃などに対する安全性と駆動系のリアルタイム性の検証実験と評価を行う。
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| Remarks |
本件科研費研究の成果を随時報告しています。
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