2019 Fiscal Year Annual Research Report
ブロックチェーンを基盤とする高信頼性を持った自律分散型監視技術
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19H04107
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| Research Institution | University of Tsukuba |
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Principal Investigator |
面 和成 筑波大学, システム情報系, 准教授 (50417507)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
吉岡 克成 横浜国立大学, 大学院環境情報研究院, 准教授 (60415841)
江村 恵太 国立研究開発法人情報通信研究機構, サイバーセキュリティ研究所セキュリティ基盤研究室, 主任研究員 (30597018)
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| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2022-03-31
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| Keywords | ブロックチェーン / スマートコントラクト / トークン / サイバー攻撃対策技術 / 暗号技術 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では，暗号資産ネットワークを含む，より一般的なブロックチェーンを基盤とした自律分散型ネットワークにおいて，善良なユーザを保護するとともに，悪意あるユーザを監視できるセキュリティ技術について研究開発を行う．より具体的には，トークンを用いた自律分散型の監視手法を提案するとともに，サイバー攻撃対策と暗号理論の両面で支えられるトークンの高信頼性を確保する．2019年度は，ブロックチェーンを基盤とする高信頼性を持った自律分散型監視技術の確立に向けた初期研究として，(1)トークン利用型監視技術(筑波大)，(2)サイバー攻撃対策技術(横国大)，及び(3)高機能暗号技術(NICT)についての研究成果がそれぞれ得られた．
(1)については，ブロックチェーンの監視技術の基礎的研究として，まずはEthereumブロックチェーンを主な対象としてデータ解析及びリスク分析を実施した．この研究成果は査読付き国際会議WISTP2019（2019年12月に発表）に採録され，この論文がBest Paper Awardを受賞した．その他関連研究としては，査読付き国際会議論文2本及び国内研究会発表9本の実績があった．
(2)については，ブロックチェーンに対するサイバー攻撃を観測するためのハニーポットの手法提案，実装，試験観測を行う準備として，Ethereumブロックチェーンにおける攻撃観測に関する先行研究の調査，観測対象であるEthereumネットワークの調査を行った．さらにEthereumに関する既知の脆弱性の調査を行った．
(3)については，(1)と連携して高度暗号技術を用いた新たなトークン付与方式を検討し，2019年10月と2020年1月の国内研究会で発表済みである．
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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
(1)トークン利用型監視技術(筑波大)，(2)サイバー攻撃対策技術(横国大)，及び(3)高機能暗号技術(NICT)について，それぞれの進捗状況は下記である．
(1)については，「研究実績の概要」でも述べたとおり，まずはEthereumブロックチェーンを主な対象としてデータ解析及びリスク分析に関して研究成果が出ている．また，トークン利用型監視技術の基礎的研究として，暗号資産自体をトークンと見立てて信頼できるアドレスや不審なアドレスにトークンを付与する基本方式を検討しており，国内研究会で発表済みである．さらに，(3)と連携して高度暗号技術を用いた新たなトークン付与方式も検討しており，これも国内研究会で発表済みである．
(2)については，Ethereumに関する脆弱性として，Ethereum Application Layer, Data Layer, Consensus Layer, Network Layer, および Ethereum Environmentに分類し，調査を行った．また，ハニーポットの設計を行い，Ethereumのテストネットの1つであるGeth RinkebyにLight-weightノードとフルノードからなるハニーポット群を接続し，試験運用による観測を開始した．
(3)については，(1)と連携して高度暗号技術を用いた新たなトークン付与方式を検討した. 具体的に, 匿名性と追跡性とを兼ね備えたアカウンタブルリング署名がトークン付与方式に適用可能なことを検証するとともに, その実装について検討した．
以上により，現在までの進捗状況の区分においては，「おおむね順調に進展している」という自己評価を行った．
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| Strategy for Future Research Activity |
(1)トークン利用型監視技術(筑波大)，(2)サイバー攻撃対策技術(横国大)，及び(3)高機能暗号技術(NICT)について，それぞれの今後の研究推進方策を記載する．
(1)については，「現在までの進捗状況」でも述べたとおり，複数のトークンを付与する方式の検討を進めており，国内研究会でも発表済みであり進捗は良好である．しかしながら，不審なアドレスにトークンを付与する際の回避手法や手数料の観点で解決すべき課題が残っている．今後は，これらのトークン付与方式について，BitcoinやEthereumなどの一般的な暗号資産での評価を実施するとともに，具体的な解決策を検討する．さらに，ブロックチェーンにおけるトークン及び監視手法の安全性・可能性を探るために，ブロックチェーンを利用した汎用的な認証手法，暗号資産における安全な鍵管理手法，及び暗号資産ブロックチェーンの解析などについても検討する．
(2)については，各層の脆弱性を模擬する手法を検討し，ハニーポットに適用する．試験運用後，本運用を行い，実際にハニーポットに届く通信を観測し，新規・既存の攻撃の観測結果の分析を実施する．
(3)については，引き続き(1)と連携して提案トークン付与方式の改良を進めるとともに，自律分散型監視技術の高度化に向けた暗号技術の可能性を探るために，アカウンタブルリング署名を応用した新たなブロックチェーンシステムの検討も進める．
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