分散ネットワークにおける情報通信の安全性に関する研究

1998 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 10205203
• 研究機関: 群馬大学
• 研究代表者: 五十嵐 善英 群馬大学, 工学部, 教授 (60006260)
• 研究分担者: 大澤 新吾 群馬大学, 工学部, 助手 (30241863) ; 西谷 泰昭 群馬大学, 工学部, 助教授 (60198463)
• キーワード: 分散システム / 耐故障性 / 情報セキュリティ / 並列アルゴリズム / 相互結合ネットワーク / 秘密共有 / 分散アルゴリズム / 相互排除

研究概要

分散ネットワークにおける相互結合ネットワークとして、積グラフ、スターグラフ、アレンジメントグラフ、パーミュテーショングラフ、バタフライグラフ等の性質を調べ、これらのネットワーク上での各種の通信プロトコルを提案した。これらのネットワーク上の通信プロトコルによるブロードキャスト、メッセージ分散およびメッセージ伝達の効率、耐故障性、機密性の解析を行った。関連問題として非同期分散システムの共有メモリ型モデル上の相互排除問題とネットワーク上の情報セキュリティの研究を行った。ロックアウトフリーな相互排除アルゴリズムとしてよく知られているN-プロセスアルゴリズムとトーナメントアルゴリズムの簡単な変更により、共有メモリの総容量を増やすことなくスピードを大幅に改良することができた。情報セキュリティのために、M.O.Rabinが提案した情報散布アルゴリズムを一般化した方式を提案した。この方式の特殊な場合としてM.O.Rabinの情報散布アルゴリズムやA.Shamirの秘密共有スキームを含む。この方式をネットワーク上の通信プロトコルに適用すると、ある条件のもとで情報理論的に完全な安全性を保ち、かつある程度のネットワーク上の故障や邪魔があっても受け手側でもとの情報を完全に復元できる。また、その通信量は秘密共有スキームによる方式よりも少ない。暗号システムを用いた安全な情報伝達についても興味がある。整数の素因数分解の計算量的な難しさに基ずく公開鍵暗号システム(RSAシステム)や離散対数の計算量的な難しさに基ずく公開鍵暗号システム(EIGamalシステム)がよく知られているが、本研究では有限オートマトンの分解の計算量的な難しさに基ずく公開鍵暗号システムについても研究を行った。上記研究のいくつかの成果は国際会議や国内の研究会で発表した。また学術雑誌に掲載が決定しているものもある。

研究成果

• [文献書誌] F.Bao: "Reliable broadcasting in product networks" Discrete Applied Mathematics. 83,1. 3-20 (1998)
• [文献書誌] F.Bao: "Reliable broadcasting and secure distribution in channel networks" IEICE Transactions on Fundamentals of Electronics,Com-munications and Computer Sciences. E81-A,5. 796-806 (1998)
• [文献書誌] A.Mei: "Optimal time broadcasting schemes in faulty star graphs" IEICE Transactions on Fundamentals of Electronics,Com-munications and Computer Sciences. (to appear).
• [文献書誌] Y.Iwasaki: "Independent spanning trees of chordal rings" Information Processing Letters. (to appear).
• [文献書誌] Y.Igarashi: "Some modifications of the tournament algorithm for the mutual exclu-sion" IEICE Transactions on Information and Systems. (to appear).
• [文献書誌] 熊亜平: "故障があるアレンジメントグラフのブロードキャスティング" 電子情報通信学会論文誌A. (掲載予定).
• [文献書誌] 服部靖之: "バタフライのde Bruijn族のネットワークへの埋め込み" 電子情報通信学会技術研究報告 COMP. 98-15. 7-14 (1998)
• [文献書誌] H.Sakai: "Secure message transmissions by the information dispersal algorithm" 電子情報通信学会技術研究報告 COMP. 98-47. 73-80 (1998)
• [文献書誌] 田中進也: "パーミュテーショナルグラフのブロードキャスティング" 電子情報通信学会技術研究報告 COMP. 98-65. 17-24 (1998)