2018 Fiscal Year Annual Research Report
Universal random number generation robust to manufacturing error using AD converters based on beta map
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16K00333
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| Research Institution | Kyushu University |
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Principal Investigator |
實松 豊 九州大学, システム情報科学研究院, 准教授 (60336063)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
傘 昊 東京都市大学, 知識工学部, 准教授 (30400774)
篠原 克寿 一橋大学, 大学院経営管理研究科, 准教授 (50740429)
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| Project Period (FY) |
2016-04-01 – 2019-03-31
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| Keywords | 乱数生成 / アナログ・ディジタル変換器 / 電子回路 / 力学系理論 / 情報理論的セキュリティ |
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| Outline of Annual Research Achievements |
期間を通じての研究成果：
本研究の目標は，アナログディジタル変換器の一種であるベータ（β）変換器からの出力を変換して，ランダムビットを取り出す手法を確立することであった．これに対し以下の結果を得た (1) β変換器出力からランダムビットを取り出すための手法として研究代表者が提案したβ進区間アルゴリズムの性能の理論保証を与えた．(2) β写像のフレッドホルム行列式を解析し，この結果を用いてβ変換器の量子化誤差の精密評価を行った．(3) β変換器を発展させた黄金比変換器(Golden Ratio Encoder: GRE) の変換精度の理論保証を与えた．(4) パイプライン型β変換器では，多数のβの値を推定せねばならず解決すべき重要な課題であった．多数のβ値を逐次的に推定する手法を与えた (5) β変換器の閾値が，写像のたびに変動する新しい数理モデルを導入し，遅れ時間１の自己相関が正となる回路実験の結果を説明した．
最終年度：(6) 生成した乱数を，情報セキュリティ問題に応用した．低消費電力が求められる無線IoT(Internet of Things)機器に，計算コストの高いアルゴリズムは実装できない．最終年度は，IoT機器にも容易に実装できるコセット符号に着目した．コセット符号が解決すべき課題の一つに，与えられた符号の情報理論的安全性を評価するのに符号長の指数に比例する計算量が必要であることがある．研究代表者は，盗聴信号が与えられた下での条件付き情報漏洩量という新しい概念を導入することで指数的計算量の問題にひとつの解答を与えた．
以上，要するに力学系理論に基づく乱数生成法の確立に必要な理論の整備を行った．また乱数の情報セキュリティに応用した際の安全性評価に貢献した．
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