| 研究課題/領域番号 |
21H01329
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| 研究種目 |
基盤研究(B)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 審査区分 |
小区分21020:通信工学関連
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| 研究機関 | 玉川大学 |
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研究代表者 |
谷澤 健 玉川大学, 量子情報科学研究所, 教授 (10709489)
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| 研究期間 (年度) |
2021-04-01 – 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 |
14,820千円 (直接経費: 11,400千円、間接経費: 3,420千円)
2023年度: 3,380千円 (直接経費: 2,600千円、間接経費: 780千円)
2022年度: 4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円)
2021年度: 7,280千円 (直接経費: 5,600千円、間接経費: 1,680千円)
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| キーワード | 物理レイヤ暗号化 / 無線通信 / ミリ波 / 光ファイバ通信 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
本研究では，超スマート社会を支える通信のセキュリティ向上のために，光量子雑音の存在により信号の盗聴を直接的に防ぐ物理レイヤ暗号化を，光有線と電波無線が統合した通信システムにて実現することを目指す．光ヘテロダインを用いた提案手法により，これまで光の周波数にてのみ有効であったこの暗号化を電波帯へと発展する．光とミリ波の信号をシームレスに暗号化する実験を行い，ギガビット毎秒以上の高速かつ安全な通信を実証する．また，安全性と通信性能の関係を明らかにする．
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| 研究成果の概要 |
超スマート社会を支えるために，通信システムのセキュリティ向上は重要課題の一つである．光の量子雑音の存在により信号の盗聴を直接的に防ぐ物理レイヤ暗号化を，光有線と電波無線伝送を統合した通信システムにて実現する研究を実施した．アナログ光強度変調による短距離の光ファイバ伝送後に，直接検波により電波帯にて暗号化信号を発生し，これをミリ波帯に変換して無線通信する実験を行った．暗号化により光と電波の双方の信号に対して定量的に安全性を保証したうえで，ギガビット毎秒以上の高速通信が実現できることを実証した．送信機構成の簡略化にも成功するなど，当初想定を超える成果を挙げることができた．
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
本研究で実証した光と電波でシームレスに高い安全性を実現できる物理レイヤ暗号化は，情報通信の盗聴に対するセキュリティを飛躍的に高めるものであり，我々の生活を基盤として支えるインターネットの安全性の向上に将来的に貢献することが期待される．将来の高速通信に応用可能であるため，実用的な価値が高い．本研究を通じて，量子雑音による暗号化の電波帯における安全性を評価する基盤を構築することができた．これはこの暗号技術の工学的な体系化に貢献するものである．
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