2021 Fiscal Year Research-status Report
複数の電子透かしを用いた音声による記録データの改ざん検知システムに関する研究
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20K11796
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| Research Institution | The University of Kitakyushu |
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Principal Investigator |
上原 聡 北九州市立大学, 国際環境工学部, 教授 (90213389)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
野上 保之 岡山大学, 自然科学研究科, 教授 (60314655)
荒木 俊輔 九州工業大学, 大学院情報工学研究院, 准教授 (20332851)
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| Project Period (FY) |
2020-04-01 – 2023-03-31
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| Keywords | 整数上のロジスティック写像 / 演算精度とコントロールパラメータ / 2つの写像値の部分置換 / 特定周波数の位相を用いた電子透かし |
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| Outline of Annual Research Achievements |
2020年度に構築したMATLAB上の基本システムの各パートの改良を繰り返しながら改ざん検知率の向上を目指している．特に (3) 透かし情報の生成 と (4) 透かし情報の埋め込み を重点的に検討した．
まず (1) 擬似乱数系列の生成については複数のロジスティック写像を組み合わせることでNIST検定に合格可能な系列を多く生成可能なことを示し，国際会議で2編，国内会議で3編の発表を行った．さらに系列を生成する上で変数上の各ビットの値を攪拌する目的から部分的な置換を施して，多倍長演算を用いることなく乱数性の高い系列の生成が可能であることを示した．(2) 音声データからの特徴量の抽出について大きな進展はないが，音声信号の最も大きい周波数値にもハッシュ関数の適用することで，改ざん検出率の向上を図った．(3) 透かし情報の生成にはブロックチェーンの手法を用いた構成を検討中であるが，十分な成果には至っていない．ただし，暗号利用モードとの組み合わせの最適化を図って時系列的に透かし情報の関係を強くすることで改ざんの検出率を高めている．この結果については国際会議で発表した．(4) 透かし情報の埋め込みについては，3番目の電子透かしの手法としてオクターブ類似性を用いて位相に対する透かし埋め込み手法を3通り示して，耐性と安定性について検証した．(5) 2021年度は改ざんの検出についての新しい提案はなく，これまでの手法で検証している．
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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
(1) 擬似乱数系列の生成法において，初期値に対する安全性を保証するための安定性にも注目して調査と解析を行い，多くの知見が得られた．現時点で鍵の候補として検討を行なっている系列として，複数のロジスティック写像をもとに写像値を部分置換して系列を生成することで32ビットの演算精度でもNIST検定に合格することを確認している．
また，(2) 記録データからの周波数特性にハッシュ関数を適用することで周波数の僅かな変動で特徴量が大きく変動して改ざんを困難にすると考えている．(3) 透かし情報の生成は(1)で生成される鍵と(2)の特徴量にCTRモードによって生成される乱数系列を組み合わせてハッシュ関数で攪拌することで正当な透かし情報の生成を困難にしている．(4) 透かし情報の新しい埋め込み方法についてはオクターブ類似性における位相への埋め込みを検討したが，十分な結果に至っていない．(5) 改ざんの検出について，2022年度に検討を行う予定である．
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| Strategy for Future Research Activity |
(1) 乱数系列の生成については，これまでの研究を継続し，さらに解読を困難にする系列の生成法とその評価について検討を行う．加えて計算コストを抑えた生成法についても検討する．(2) 記録データからの特徴量の抽出については，引き続き文献調査を行ったうえで本システムに最適な特徴量についての検討を行う．(3) 透かし情報の生成は，(5)の改ざん検出と合わせて，ブロックチェーンの手法を参考にハッシュ木とそのルートハッシュのチェーンという構成を流用した改ざん箇所を特定する検証過程が煩雑にならないプロトコルを検討する．(4) 透かし情報の埋め込み手法については，誤検出を抑えるために埋め込み精度を高める手法について検討を続ける．
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| Causes of Carryover |
R03年度も当初参加を予定していた国内外の会議がリモートでの開催となり，海外出張の経費を使用できなかったため，次年度への繰り越しとなっている．今年度は，国内の会議で使用したいと考えている．
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