2011 Fiscal Year Annual Research Report
センサネットワークの安全・安心を保証する情報セキュリティ技術の研究
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21240001
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| Research Institution | Japan Advanced Institute of Science and Technology |
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Principal Investigator |
宮地 充子 北陸先端科学技術大学院大学, 情報科学研究科, 教授 (10313701)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
廣瀬 勝一 福井大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (20228836)
双紙 正和 広島市立大学, 情報科学研究科, 准教授 (00293142)
岡崎 裕之 信州大学, 理工学研究科, 助教 (50432167)
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| Keywords | 暗号・認証等 / センサネットワーク |
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| Research Abstract |
1.非均質型端末間のグループ鍵共有プロトコル:端末の能力に応じた任意の(n1, n2)型ネットワーク（低能力端末数n1, 高能力端末数n2）のグループ鍵共有を行うペアリングベースの方式を構築し，受動攻撃モデルで安全性を証明．次に任意のT(<n)端末が故障した際にO(Logn+T) の性能で鍵共有が可能なT耐故障-鍵共有方式を提案し，受動攻撃モデルで安全性を証明．耐故障数Tに対しシステマティックに端末配置を行う方法も構築．両方式はKY変換により，能動攻撃に安全な方式に変換することが可能である．
2.鍵共有におけるハッシュ関数の応用:前年度に開発した軽量ハッシュ関数を改良し，一層効率の良い鍵導出関数，擬似乱数生成器等が構成可能なハッシュ関数を開発．その衝突計算困難性，原像計算困難性，鍵付モードの擬似ランダム性を証明可能安全性の観点から明らかにした．省ハードウェア資源に有効なブロック暗号PRESENTを利用したハッシュ関数の衝突計算困難性を攻撃の観点から検討した．
3.グループ鍵共有方式におけるシミュレーション:センサネットワークのグループ鍵共有・鍵配送の提案方式を安全性や効率の観点から，シミュレーションによる評価を実施．特に今年度は，EschenaurとGligorのプロトコルに基づいた鍵配送多項式を利用するグループ鍵配送方式の次数を下げることで，通信効率の良い方式を提案し，シミュレーション評価を行った．安全性の評価では，グループ外ノードへの鍵漏洩確率の減少を達成した．
4.形式言語による安全性証明:本研究課題で提案する鍵共有プロトコルの形式検証に利用可能な楕円曲線に関する諸定理，有限離散標本空間上の条件付き確率，Z-加群，共通鍵暗号AES暗号の形式記述，数論アルゴリズムに関するMizarライブラリを作成した．
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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
センサネットワークのセキュリティ強化の観点で，公開鍵暗号を用いる方式，用いない方式それぞれにおいて，既存方式の問題点を解決する方式を提案している．また，鍵共有に利用する基本関数であるハッシュ関数に関して注目し，軽量なハッシュ関数及び擬似乱数生成関数を新規に構築した．また，これらの安全性を形式的に行うライブラリの作成も行った．
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| Strategy for Future Research Activity |
H23年度までに構築した，公開鍵暗号を用いる鍵共有方式，用いない鍵共有方式に，H23年度までに構築した基本関数である軽量なハッシュ関数及び擬似乱数生成関数を実際に導入し，それら統合性能のシミュレーションを行う．また，統合方式のこれらの安全性を形式言語で安全性を行うために必要なライブラリの作成を完成し，実際に安全性証明を行う．
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