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2023 Fiscal Year Research-status Report

Research on physical layer encrypted IoT communication for cyber-physical system cycle optimization

Research Project

Project/Area Number 22K04102
Research InstitutionNagoya Institute of Technology

Principal Investigator

岡本 英二  名古屋工業大学, 工学(系)研究科(研究院), 准教授 (10358963)

Project Period (FY) 2022-04-01 – 2025-03-31
Keywords電波暗号化 / IoT通信 / 物理層秘匿性 / 多元接続手法 / サイバーフィジカルシステム / カオス通信
Outline of Annual Research Achievements

本研究はサイバーフィジカルシステムにおいてボトルネックとなっているIoT端末などのフィジカルシステムからのセンサーデータの無線通信によるクラウドへの伝送,及び逆方向のサイバーシステムからのアクチュエーションデータのIoT端末への無線フィードバック伝送の容量不足を解決し,同時にIoT通信の課題であるセキュリティ向上を両立させる技術の構築を目的としている.その技術として我々は物理層秘匿性を有する電波暗号化変調を提案しており,これをIoT通信に適用して容量拡大と通信安全性向上を実現する.
今年度はまず昨年度の成果を取りまとめ,外部発表として複数の査読有学術論文として出版した.具体的には電波暗号化変調方式の高品質化技術,共通鍵の伝搬路情報を用いた共有手法,実験による実証である.この内,電波暗号化変調方式の有線伝送実験による実証の論文は評価が高く,電子情報通信学会通信ソサイエティ論文賞を受賞することになった.また変調方式のマッピング機構改善と,多次元化による高品質化技術を新たに提案し外部発表を行ったさらに6G技術の展望についての解説論文と基調講演も行い,本研究を含めたBeyond 5G・6Gの非地上通信及び非線形最適化問題等についての紹介を行った.一方,当初の実施期計画にあった,センシング通信における大規模な暗号化アクティブユーザ検出および伝搬路係数同時算出手法の構築については検討中の段階であり,当該年度内の成果の外部発表に至らなかった.こちらをさらに進めたい.

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

外部発表を含め概ね計画していた内容を進めることができているため.センシング通信における大規模なアクティブユーザ検出および伝搬路係数同時算出手法についてさらに進める必要があると考えている.

Strategy for Future Research Activity

多元接続手法のさらなる性能向上及びユーザ検出手法について,論文出版,実用化に向けて必要な技術の検討に進める.多次元化技術の性能向上効果が大きいため,その発展に関する検討も継続したい.
また,成果を継続的に学術論文として出版し技術を社会に還元するとともに,パートナー企業とともに標準化技術への提案について模索を行う.電波暗号化多元接続手法の接続数大規模化とアクティブ送信端末検出技術についての検討をさらに進める.

Causes of Carryover

物品費と英文校閲費の一部を別予算により実施したため.また論文掲載費について論文投稿が年度をまたいで後ろ倒ししているため.学術論文出版や外部発表により計画通りに進めるよう調整する予定である.

  • Research Products

    (10 results)

All 2024 2023 Other

All Journal Article (5 results) (of which Peer Reviewed: 4 results,  Open Access: 5 results) Presentation (4 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results,  Invited: 1 results) Remarks (1 results)

  • [Journal Article] High-Quality Secure Wireless Transmission Scheme Using Polar Codes and Radio-Wave Encrypted Modulation2023

    • Author(s)
      ASANO Keisuke、OKUMURA Mamoru、ABE Takumi、OKAMOTO Eiji、YAMAMOTO Tetsuya
    • Journal Title

      IEICE Transactions on Communications

      Volume: E106.B Pages: 374~383

    • DOI

      10.1587/transcom.2022EBP3098

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Fast secret key-sharing method based on channel information and chaos randomization2023

    • Author(s)
      Abe Takumi、Asano Keisuke、Kato Kenta、Okamoto Eiji、Yamamoto Tetsuya
    • Journal Title

      IEICE Communications Express

      Volume: 12 Pages: 188~193

    • DOI

      10.1587/comex.2023XBL0007

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Demonstration of Chaos-Based Radio Encryption Modulation Scheme through Wired Transmission Experiments2023

    • Author(s)
      TOMITA Kenya、OKUMURA Mamoru、OKAMOTO Eiji
    • Journal Title

      IEICE Transactions on Communications

      Volume: E106.B Pages: 686~695

    • DOI

      10.1587/transcom.2022EBT0005

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] High-Quality and Low-Complexity Polar-Coded Radio-Wave Encrypted Modulation Utilizing Multipurpose Frozen Bits2023

    • Author(s)
      ASANO Keisuke、ABE Takumi、KATO Kenta、OKAMOTO Eiji、YAMAMOTO Tetsuya
    • Journal Title

      IEICE Transactions on Communications

      Volume: E106.B Pages: 987~996

    • DOI

      10.1587/transcom.2022EBT0007

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] 6Gシステムにおける非線形最適化技術適用の利点とその課題2023

    • Author(s)
      OKAMOTO Eiji
    • Journal Title

      IEICE ESS Fundamentals Review

      Volume: 17 Pages: 26~35

    • DOI

      10.1587/essfr.17.1_26

    • Open Access
  • [Presentation] 外部符号連接カオス符号化変調における多元LDPC符号を用いた復号性能改善の検討2024

    • Author(s)
      戸澤遼, 山下聖矢, 岡本英二, 堀池直登, 山本哲矢
    • Organizer
      電子情報通信学会無線通信システム研究会
  • [Presentation] カオス変調におけるビット割り当て手法の演算量削減と外部符号連接による性能改善の検討2023

    • Author(s)
      戸澤遼, 森祐樹, 山下聖矢, 岡本英二, 山本哲矢
    • Organizer
      電子情報通信学会無線通信システム研究会
  • [Presentation] 上りリンクマルチユーザ電波暗号化MIMO伝送手法における算出確率高精度化による性能改善の検討2023

    • Author(s)
      山下聖矢, 森祐樹, 戸澤遼, 岡本英二, 山本哲矢
    • Organizer
      電子情報通信学会無線通信システム研究会
  • [Presentation] Keynote: Overview of Non-Terrestrial Network Utilization in 6G2023

    • Author(s)
      岡本英二
    • Organizer
      International Japan-Africa Conference on Electronics, Communications and Computations (JAC-ECC 2023)
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Remarks] 岡本英二研究室ホームページ

    • URL

      https://okamoto.web.nitech.ac.jp

URL: 

Published: 2024-12-25  

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