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車載計算リソースを利用するセキュア分散処理フレームワークの研究

研究課題

研究課題/領域番号 21K11877
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
審査区分 小区分60060:情報ネットワーク関連
研究機関愛知工業大学

研究代表者

水野 忠則  愛知工業大学, 情報科学部, 教授 (80252162)

研究分担者 中條 直也  愛知工業大学, 情報科学部, 教授 (30394498)
内藤 克浩  愛知工業大学, 情報科学部, 教授 (80378314)
梶 克彦  愛知工業大学, 情報科学部, 准教授 (40466412)
研究期間 (年度) 2021-04-01 – 2026-03-31
研究課題ステータス 交付 (2023年度)
配分額 *注記
4,030千円 (直接経費: 3,100千円、間接経費: 930千円)
2025年度: 780千円 (直接経費: 600千円、間接経費: 180千円)
2024年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
2023年度: 780千円 (直接経費: 600千円、間接経費: 180千円)
2022年度: 780千円 (直接経費: 600千円、間接経費: 180千円)
2021年度: 780千円 (直接経費: 600千円、間接経費: 180千円)
キーワード自動車システム / 分散処理 / オーバレイネットワーク / セキュリティ / 仮想化技術 / 車載計算リソース / フレームワーク
研究開始時の研究の概要

本研究では、自動運転機能を持つ高い計算性能を持つ自動車システムに着目し、自動車システムの車載計算リソースを他システムから安全かつ有効に利用可能な分散処理フレームワークの研究を行う。目的を実現するためには、自動車システムの車載計算リソースと他システムの計算リソースをセキュアなネットワークによりシームレスに接続する必要があることから、新たなオーバーレイネットワーク技術を確立する。また、自動車システムの性能に影響を与えることを防ぎつつ、他システムのジョブを計算するためには、ジョブを適切に分散するリソース管理手法も不可欠であることから、車載計算リソースを活用する分散処理フレームワーク技術を確立する。

研究実績の概要

本研究では、自動運転で利用される車両には高度な計算資源が搭載されることに着目したものであり、自動運転機能を利用していない場合などの利用されていない余剰計算資源を社会で効率的に活用することを目指した研究である。この目的を達成するためには、車両を相互に安全に接続するネットワーク技術と、さまざまな環境においても計算を実行可能な分散処理技術の実現が不可欠である。本研究では、ネットワーク技術と分散処理技術を分散処理フレームワークとして捉えて実現を目指して研究を進めている。本年度は特にネットワーク技術の汎用性を拡張を目指して研究を進めてきており、分散処理を実現するデバイスとネットワーク技術を分離するためのネットワークアダプタの設計と開発を進めてきた。開発したネットワークアダプタを利用することにより、分散処理を実現するデバイス自体には新たなネットワーク機能を実装する必要がなくなることから、さまざまなデバイスを容易に安全に相互接続が可能となる。また、分散処理技術の研究としては、車載システムでは、さまざまなハードウェアが処理デバイスとして採用する可能性があることから、処理を行うプログラムとハードウェアの依存関係を可能な限り減らす試みが必要と考えている。そこで、処理プログラムを直接デバイス上で実行するのではなく、デバイス上に構築する仮想計算機環境上で実行を行うシステムの設計と開発を進めている。
これらの成果は、国内学会及び国際会議での発表を通して、研究成果の公表を実施した。 次年度は引き続き、各大別テーマを推進することにより、各テーマの基盤技術の洗練をはかっていく予定である。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

2: おおむね順調に進展している

理由

現時点では、分散処理技術に関する概念実証もオーバレイネットワークに関する概念実証も進めることができており、実機を想定した性能評価なども実現しつつ あるため、おおむね順調に進展していると考える。

今後の研究の推進方策

分散処理技術に関するテーマでは、仮想環境上で動作する処理サービスの設計手法についての検討も必要であり、特に処理サービス間の柔軟な連携手法についての研究を進める予定である。また、ネットワーク技術に関するテーマでは、直接通信に利用される仮想IPがIPv4をベースとして概念実証を行なっていることから、IPv6も含めた実証システムの拡張を予定している。

報告書

(3件)
  • 2023 実施状況報告書
  • 2022 実施状況報告書
  • 2021 実施状況報告書
  • 研究成果

    (19件)

すべて 2024 2023 2022 2021

すべて 雑誌論文 (4件) (うち査読あり 3件) 学会発表 (14件) (うち国際学会 5件、 招待講演 2件) 図書 (1件)

  • [雑誌論文] Design of new CYPHONIC adapter focused on packet sequential processing scheme2023

    • 著者名/発表者名
      Goto Ren、Matama Kazushige、Nishiwaki Chihiro、Naito Katsuhiro
    • 雑誌名

      IEICE Communications Express

      巻: 12 号: 5 ページ: 194-199

    • DOI

      10.1587/comex.2023XBL0010

    • ISSN
      2187-0136
    • 年月日
      2023-05-01
    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書 2022 実施状況報告書
  • [雑誌論文] Proposal of flexible service deployment environment for the edge processing system2022

    • 著者名/発表者名
      Nakamura Airi、Naito Katsuhiro、Yamazato Takaya
    • 雑誌名

      IEICE Communications Express

      巻: 11 号: 8 ページ: 503-508

    • DOI

      10.1587/comex.2022TCL0026

    • ISSN
      2187-0136
    • 年月日
      2022-08-01
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Evaluation of new CYPHONIC: Overlay network protocol based on Go language2022

    • 著者名/発表者名
      Taiki Yoshikawa, Hijiri Komura, Chihiro Nishiwaki, Ren Goto, Kazushige Matama, Katsuhiro Naito
    • 雑誌名

      IEEE International Conference on Consumer Electronics (ICCE 2022)

      巻: 1 ページ: 1-6

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Proposal of an Edge Processing System Supporting Flexible Service Deployments2021

    • 著者名/発表者名
      Airi Nakamura , Katsuhiro Naito , Takaya Yamazato
    • 雑誌名

      IEEE 10th Global Conference on Consumer Electronics (GCCE 2021)

      巻: 1 ページ: 1-4

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] CYPHONIC Adapter: Enabling Secure P2P Connectivity for Diverse IoT Devices2024

    • 著者名/発表者名
      Ren Goto, Kazushige Matama, Ryouta Aihata, Michiyo Suda, Hidekazu Suzuki, Katsuhiro Naito
    • 学会等名
      2024 IEEE 21st Consumer Communications & Networking Conference (CCNC)
    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
  • [学会発表] IoT device state management system to inform defect of third party devices2023

    • 著者名/発表者名
      Takafumi Sakai, Kenshin Hata, Kensuke Suzuki, Katsuhiro Naito
    • 学会等名
      2023 5th International Conference on Computer Communication and the Internet (ICCCI)
    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
  • [学会発表] Enhancing Route Optimization for NAPT Traversal in CYPHONIC: Design and Implementation2023

    • 著者名/発表者名
      Kazushige Matama, Hijiri Komura, Ren Goto, Hidekazu Suzuki, Katsuhiro Naito
    • 学会等名
      2023 IEEE 12th Global Conference on Consumer Electronics (GCCE 2023)
    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
  • [学会発表] Implementation and Evaluation of CYPHONIC Client Focusing on Sequencing Mechanisms and Concurrency for Packet Processing2023

    • 著者名/発表者名
      Ren Goto, Kazushige Matama, Ryouta Aihata, Shota Horisaki, Hidekazu Suzuki, Katsuhiro Naito
    • 学会等名
      2023 IEEE 12th Global Conference on Consumer Electronics (GCCE 2023)
    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
  • [学会発表] Distributed processing framework for cooperative service among edge devices2023

    • 著者名/発表者名
      Airi Nakamura, Katsuhiro Naito, Takaya Yamazato
    • 学会等名
      The 41st IEEE International Conference on Consumer Electronics (ICCE 2023)
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] コンピュータ高速通信の分散処理への展開2022

    • 著者名/発表者名
      水野忠則
    • 学会等名
      高度情報シンポジウム、Informatics Society
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [学会発表] Implementation of spatio-temporal Fencing for Crowd Sensing in a Smartphone Applications2022

    • 著者名/発表者名
      Shota Suzaki, Nobuhito Miyagawa, and Katsuhiko Kaji
    • 学会等名
      International Workshop on Informatics (IWIN 2022), pp.177-184
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Proposal of an Extended CYPHONIC Adapter Supporting General Nodes Using Virtual IPv6 Addresses2022

    • 著者名/発表者名
      Ren Goto, Kazushige Matama, Chihiro Nishiwaki, Katsuhiro Naito
    • 学会等名
      2022 IEEE 11th Global Conference on Consumer Electronics (GCCE)
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Proposal of an Edge Device Framework for Abstracting Sensor and Camera Devices2022

    • 著者名/発表者名
      Takuya Wada, Katsuhiro Naito
    • 学会等名
      2022 IEEE 11th Global Conference on Consumer Electronics (GCCE)
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] エッジデバイスにおけるサービスフレームワークの提案2022

    • 著者名/発表者名
      中村 藍梨, 内藤 克浩, 山里 敬也
    • 学会等名
      令和四年度 電気・電子・情報関係学会 東海支部連合大会
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Extension mechanism of overlay network protocol to support digital authenticates2022

    • 著者名/発表者名
      Kazushige MATAMA, Ren GOTO, Chihiro NISHIWAKI, Katsuhiro NAITO
    • 学会等名
      The 26th World Multi-Conference on Systemics, Cybernetics and Informatics (WMSCI 2022)
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 仮想 IPv4 アドレスを想定したCYPHONIC アダプタの設計と基礎評価2022

    • 著者名/発表者名
      後藤 廉, 吉川 大貴, 小村 聖, 眞玉 和茂, 内藤 克浩
    • 学会等名
      IPSJ 研究報告コンシューマ・デバイス&システム(CDS)
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] デバイス主体の自律分散処理サービスフレームワークの提案2021

    • 著者名/発表者名
      中村 藍梨, 内藤 克浩, 山里 敬也
    • 学会等名
      IPSJ 研究報告コンシューマ・デバイス&システム(CDS)
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] 車載計算リソースを利用するセキュア分散処理フレームワーク2021

    • 著者名/発表者名
      水野忠則
    • 学会等名
      Informatics Society 高度情報シンポジウム2021
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [図書] コンピュータネットワーク概論 第2版2024

    • 著者名/発表者名
      水野忠則 他
    • 総ページ数
      288
    • 出版者
      共立出版
    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書

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公開日: 2021-04-28   更新日: 2024-12-25  

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