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プライバシー保護のための画像圧縮を可能とする知覚暗号化とその攻撃耐性

研究課題

研究課題/領域番号 17H03267
研究種目

基盤研究(B)

配分区分補助金
応募区分一般
研究分野 通信・ネットワーク工学
研究機関首都大学東京

研究代表者

貴家 仁志  首都大学東京, システムデザイン研究科, 教授 (40157110)

研究分担者 渡邊 修  拓殖大学, 工学部, 准教授 (30384697)
研究期間 (年度) 2017-04-01 – 2020-03-31
研究課題ステータス 完了 (2019年度)
配分額 *注記
13,390千円 (直接経費: 10,300千円、間接経費: 3,090千円)
2019年度: 2,340千円 (直接経費: 1,800千円、間接経費: 540千円)
2018年度: 6,760千円 (直接経費: 5,200千円、間接経費: 1,560千円)
2017年度: 4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円)
キーワード画像暗号化 / 圧縮可能暗号化 / JPEG / 情報セキュリティ / SNS / クラウド / 信号処理 / 画像圧縮 / 暗号化
研究成果の概要

クラウド環境の普及に伴い、種々のデータ処理をクラウド環境において実行することが可能となった。しかしプロバイダーの信頼性の不十分さや事故によって、不正データ使用、データ流出やプライバシーの侵害など、データユーザにとって深刻な種々の問題が未解決な状態にある。そこでencryption-then-compression (EtC),と呼ばれる圧縮可能な画像暗号化法について研究を行った。この暗号化法は、暗号化画像を直接圧縮できるために、クラウドプロバイダーに、画像の視覚情報を非公開にすることを可能にする。さらに提案法がジグソーパズル解法を含む種々の攻撃法に対して十分なロバスト性を有することを確認した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

本研究により得られた結果及びその独創性は次の通りである. (a)国際標準の画像圧縮方式に適用可能な暗号化法を世界で初めて提案した. (b)ジグソーパズル解法を世界で初めて攻撃として捉え,暗号化の安全性を評価した.
また本研究の意義は次の通りである.(a)圧縮の前に暗号化処理が実行でき,プロバイダーの信頼性が低い場合にも,画像の持つプライバシーの保護や不正利用の防止が可能となる.(b)国際標準の圧縮方式が適用可能であり,広く技術が社会に普及することを期待できる. (c)暗号化処理,情報圧縮分野の融合に相当し,これらの分野の研究に新しい視点を与え,さらに学術的に新しい分野を拓くことが期待できる

報告書

(4件)
  • 2019 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2018 実績報告書
  • 2017 実績報告書
  • 研究成果

    (27件)

すべて 2020 2019 2018 2017 その他

すべて 国際共同研究 (1件) 雑誌論文 (11件) (うち国際共著 5件、 査読あり 11件、 オープンアクセス 8件) 学会発表 (14件) (うち国際学会 13件) 備考 (1件)

  • [国際共同研究] Monash University Malaysia(Malaysia)

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [雑誌論文] Image Identification of Encrypted JPEG Images for Privacy-Preserving Photo Sharing Services2020

    • 著者名/発表者名
      Kenta IIDA and Hitoshi KIYA
    • 雑誌名

      IEICE Transactions on Information and Systems

      巻: E103.D 号: 1 ページ: 25-32

    • DOI

      10.1587/transinf.2019MUP0006

    • NAID

      130007779047

    • ISSN
      0916-8532, 1745-1361
    • 年月日
      2020-01-01
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Privacy-Preserving Support Vector Machine Computing Using Random Unitary Transformation2019

    • 著者名/発表者名
      Takahiro Maekawa, Ayana KAWAMURA, Takayuki NAKACHI, and Hitoshi KIYA,
    • 雑誌名

      IEICE Transactions on Fundamentals of Electronics, Communications and Computer Sciences

      巻: E102.A 号: 12 ページ: 1849-1855

    • DOI

      10.1587/transfun.E102.A.1849

    • NAID

      130007754122

    • ISSN
      0916-8508, 1745-1337
    • 年月日
      2019-12-01
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Pixel-Based Image Encryption Without Key Management for Privacy-Preserving Deep Neural Networks2019

    • 著者名/発表者名
      Warit Sirichotedumrong, Yuma Kinoshita and Hitoshi Kiya
    • 雑誌名

      IEEE Access

      巻: 7 ページ: 177844-177855

    • DOI

      10.1109/access.2019.2959017

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Adversarial Robustness by One Bit Double Quantization for Visual Classification2019

    • 著者名/発表者名
      April Pyone MAUNG MAUNG, Yuma KINOSHITA, and Hitoshi KIYA
    • 雑誌名

      IEEE Access

      巻: 7 ページ: 177932-177943

    • DOI

      10.1109/access.2019.2958358

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Image Manipulation Specifications on Social Networking Services for Encryption-then-Compression Systems2019

    • 著者名/発表者名
      Tatsuya CHUMAN, Kenta IIDA, Warit SIRICHOTEDUMRONG, and Hitoshi KIYA
    • 雑誌名

      IEICE Trans. Inf. & Sys.,

      巻: E102-D, no.1 ページ: 11-18

    • NAID

      130007542011

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Grayscale-based Block Scrambling Image Encryption using YCbCr Color Space for Encryption-then-Compression Systems2019

    • 著者名/発表者名
      Warit SIRICHOTEDUMRONG and Hitoshi KIYA
    • 雑誌名

      APSIPA Trans. Signal and Information Processing

      巻: 8, no.E7 号: 1 ページ: 1-15

    • DOI

      10.1017/atsip.2018.33

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Encryption-then-Compression Systems using Grayscale-based Image Encryption for JPEG Images2019

    • 著者名/発表者名
      Tatsuya CHUMAN, Warit SIRICHOTEDUMRONG, and Hitoshi KIYA
    • 雑誌名

      IEEE Trans. on Information Forensics and Security

      巻: 14, no.6 ページ: 1515-1525

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Security Evaluation for Block Scrambling-Based Image Encryption Including JPEG Distortion against Jigsaw Puzzle Solver Attacks2018

    • 著者名/発表者名
      Tatsuya CHUMAN and Hitoshi KIYA
    • 雑誌名

      IEICE Trans. Fundamentals,

      巻: E101-A, no.12 ページ: 2405-2408

    • NAID

      130007539018

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] A Block-Permutation-Based Encryption Scheme with Independent Processing of RGB Components2018

    • 著者名/発表者名
      Shoko IMAIZUMI and Hitoshi KIYA,
    • 雑誌名

      IEICE Trans. Inf. & Sys.,

      巻: E101-D, no.12 ページ: 3150-3157

    • NAID

      130007539309

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Integrated Model of Image Protection Techniques2018

    • 著者名/発表者名
      Anu Aryal, Shoko Imaizumi, Takahiko Horiuchi and Hitoshi Kiya 3
    • 雑誌名

      Jounal of Imaging

      巻: vol.4, no.1 号: 1 ページ: 1-12

    • DOI

      10.3390/jimaging4010001

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] On the Security of Block Scrambling-Based EtC Systems against Extended Jigsaw Puzzle Solver Attacks2018

    • 著者名/発表者名
      Tatsuya CHUMAN, Kenta KURIHARA, and Hitoshi KIYA
    • 雑誌名

      IEICE Transactions on Information and Systems

      巻: E101.D 号: 1 ページ: 37-44

    • DOI

      10.1587/transinf.2017MUP0001

    • NAID

      130006301184

    • ISSN
      0916-8532, 1745-1361
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] On the Security of Pixel-Based Image Encryption for Privacy-Preserving Deep Neural Networks2019

    • 著者名/発表者名
      Warit SIRICHOTEDUMRONG, Yuma KINOSHITA, and Hitoshi KIYA
    • 学会等名
      IEEE Global Conference on Consumer Electronics
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Privacy-Preserving Deep Neural Networks with Pixel-Based Image Encryption Considering Data Augmentation in the Encrypted Domain2019

    • 著者名/発表者名
      Warit SIRICHOTEDUMRONG, Takahiro Maekawa, Yuma KINOSHITA, and Hitoshi KIYA
    • 学会等名
      IEEE International Conference on Image Processing
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Privacy-Preserving Deep Neural Networks Using Pixel-Based Image Encryption Without Common Security Keys2019

    • 著者名/発表者名
      Warit SIRICHOTEDUMRONG, Yuma KINOSHITA, and Hitoshi KIYA
    • 学会等名
      APSIPA Annual Summit and Conference
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Irreversible Privacy-Preserving Images Holding Spatial Information for HOG Feature Extraction2019

    • 著者名/発表者名
      Masaki KITAYAMA and Hitoshi KIYA
    • 学会等名
      IEEE International Symposium on Intelligent Signal Processing and Communication Systems
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] AN IMAGE IDENTIFICATION SCHEME OF ENCRYPTED JPEG IMAGES FOR PRIVACY-PRESERVING PHOTO SHARING SERVICES2019

    • 著者名/発表者名
      Kenta IIDA and Hitoshi KIYA
    • 学会等名
      IEEE International Conference on Image Processing
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Image Identification of Grayscale-Based JPEG Images for Privacy-Preserving Photo Sharing Services2019

    • 著者名/発表者名
      Kenta IIDA and Hitoshi KIYA
    • 学会等名
      APSIPA Annual Summit and Conference
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] Compression Performance of Grayscale-based Image Encryption for Encryption-then-Compression Systems2018

    • 著者名/発表者名
      Warit SIRICHOTEDUMRONG, Tatsuya CHUMAN, and Hitoshi KIYA
    • 学会等名
      International Technical Conference on Circuits/Systems, Computers and Communications
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Grayscale-based Block Scrambling Image Encryption for Social Networking Services2018

    • 著者名/発表者名
      Warit SIRICHOTEDUMRONG, Tatsuya CHUMAN, Shoko IMAIZUMI, and Hitoshi KIYA
    • 学会等名
      IEEE International Conference on Multimedia and Expo
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Grayscale-Based Image Encryption Considering Color Sub-sampling Operation for Encryption-then-Compression Systems2018

    • 著者名/発表者名
      Warit SIRICHOTEDUMRONG, Tatsuya CHUMAN, and Hitoshi KIYA
    • 学会等名
      IEEE Global Conference on Consumer Electronics
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] A Block-Permutation-Based Image Encryption Allowing Hierarchical Decryption2018

    • 著者名/発表者名
      Yusuke Izawa, Shoko IMAIZUMI, and Hitoshi KIYA,
    • 学会等名
      APSIPA Annual Summit and Conference
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Privacy-Preserving SVM Computing in the Encrypted Domain2018

    • 著者名/発表者名
      Takahiro Maekawa, Ayana KAWAMURA, Yuma KINOSHITA, and Hitoshi KIYA
    • 学会等名
      APSIPA Annual Summit and Conference
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Security Evaluation for Block Scrambling-based ETC Systems against Extended Jigsaw Puzzle Solver Attacks2017

    • 著者名/発表者名
      Tatsuya CHUMAN, Kenta KURIHARA, and Hitoshi KIYA
    • 学会等名
      IEEE International Conference on Multimedia and Expo
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] On the Security of Block Scrambling-Based ImageEncryption Including JPEG Distorsion against Jigsaw Puzzle Solver Attacks2017

    • 著者名/発表者名
      Tatsuya CHUMAN and Hitoshi KIYA
    • 学会等名
      International Workshop on Signal Design and its Applications in Communications
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Image Manipulation on Social Media for Encryption-then-Compression Systems2017

    • 著者名/発表者名
      Tatsuya CHUMAN, Kenta IIDA, and Hitoshi KIYA
    • 学会等名
      APSIPA Annual Summit and Conference
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [備考] Kiya and Siota Research Lab.

    • URL

      http://www-isys.sd.tmu.ac.jp/Papers-en

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書

URL: 

公開日: 2017-04-28   更新日: 2021-02-19  

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