| 研究課題/領域番号 |
19K12156
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| 研究種目 |
基盤研究(C)
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| 配分区分 | 基金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 審査区分 |
小区分61040:ソフトコンピューティング関連
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| 研究機関 | 東京工業大学 (2021-2023)
九州大学 (2019-2020) |
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研究代表者 |
實松 豊 東京工業大学, 工学院, 准教授 (60336063)
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| 研究分担者 |
篠原 克寿 一橋大学, 大学院経営管理研究科, 准教授 (50740429)
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| 研究期間 (年度) |
2019-04-01 – 2024-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2023年度)
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| 配分額 *注記 |
4,420千円 (直接経費: 3,400千円、間接経費: 1,020千円)
2021年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2020年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2019年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
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| キーワード | アナログ・ディジタル変換器 / カオス力学系 / 乱数生成 / スペクトル拡散 / 情報セキュリティ / 盗聴通信路 / 情報理論的安全性 / スパース重ね合わせ符号 / 多元接続 / マシンタイプ通信 / スパース符号多元接続 / 疑似乱数生成 / 情報理論的セキュリティ / 物理層セキュリティ / 力学系理論 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
防災や介護等の様々な社会問題を解決する技術として，無線通信機能を持つ非常に多数のセンサー群が極低レートの情報を送受信するマシンタイプ通信は有望である．無線通信には情報漏洩の対策が必要だが，低コスト・低消費電力のマシンタイプ通信機器には標準的暗号化方式は搭載困難である．本研究では，通信方式自体にセキュリティ機能を持たせる「物理層セキュリティ」の基礎研究を推進する．本研究では，以下のテーマに取組む．
①力学系理論に基づく超低消費電力な乱数生成器の性能解析
②コセット符号化（耐盗聴符号化法の一種）による情報漏洩量の評価法確立
③超低消費電力を実現する多数のマシン間多重アクセスのためのスパース符号化法
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| 研究実績の概要 |
小テーマ(1) 閾値(θ)の揺らぎと増幅率(α)の揺らぎを有する黄金比符号化器 (GRE) の動作を記述する漸化式(差分方程式)に対する、θとαがある現実的な範囲に存在する場合の不変集合を明らかにした。また、この不変集合に基づく平均二乗量子化誤差の理論式を導出した。この結果は、論文誌 Nonlinear Theory and Its Applications, IEICE に掲載された(2021年)。
小テーマ(2) コセット符号化による耐盗聴のための符号化法と、小テーマ(3)スパース重ね合わせ符号法を組み合わせた符号化方式を研究した。盗聴者の盗聴能力（すなわち盗聴通信路）に対する仮定として、送信ビットがランダムに漏れるようなモデルとnビット中のkビット（どのビットが漏れるかがランダム）が漏洩するようなモデルがあり、いずれの場合もランダム性がある。ランダムに漏洩する場合は、ごく小さい確率で数ビットだけ漏れることになる。誤り訂正符号の能力の測定では数値実験を行うことで、何ビット送信できたのかは答え合わせをすることが出来る。一方、情報理論的安全性基準は、計算機能力を仮定せず、無限の計算資源があったとしても解読不可能であることが要求される。従来は、情報理論的安全性を評価するには、しらみつぶし(総当り)法よりも効率的に計算することが出来なかった。研究代表者は、過去に「条件付き情報漏洩量」という新しい考えを導入することで、漏洩しうるビット数の確率分布を効率的に計算できることを明らかにしていた。本研究では、この計算法を、コセット符号化にスパース重ね合わせ符号を組み合わせた場合に拡張することを目指した。しかし，検討した方法はいずれも情報漏洩量を求める演算量が大幅に増加するという結果を得た．この検討結果を，国内研究会において発表した。
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