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2018 年度 実績報告書

秘匿性・改竄耐性のある超高速データ通信システムの研究

研究課題

研究課題/領域番号 16H01714
研究機関東京大学

研究代表者

平木 敬  東京大学, 大学院情報理工学系研究科, 名誉教授 (20238348)

研究分担者 下見 淳一郎  東京大学, 大学院理学系研究科(理学部), 助教 (40417225)
宮野 悟  東京大学, 医科学研究所, 教授 (50128104)
稲葉 真理  東京大学, 大学院情報理工学系研究科, 准教授 (60282711)
研究期間 (年度) 2016-04-01 – 2019-03-31
キーワード超高速通信 / 超高速暗号化 / 超高速改竄検出 / 長距離通信実験 / 100ギガビットインターネット
研究実績の概要

本研究では秘匿性・耐改竄性を持つ超高速通信の実現と応用を目的としている。2019年度には、それまでに開発を終了した超高速ソフトウェアの実証実験を実施し、目的通りの成果を得てプロジェクトを終了することができた。主な研究実績は以下の通りである。
(1)一対のIntelベースの小型サーバに各々8個のSSDを実装し、100ギガビット・イーサネットアダプターと100ギガビットイーサネットを介して相互に結合し、SSD間で96Gbpsを超える転送速度でローカルなデータ転送を実現し確認した。秘匿性・耐改竄性については、原データを自動分割し、マルチスレッドすることにより暗号化アクセラレータを用いることなく、100Gbpsで暗号化・復号化およびハッシュ計算が可能なソフトウェアを開発し、ローカルな接続環境で90Gbpsを超える秘匿性・耐改竄性通信を実現した。
(2)秘匿性・耐改竄性を持つ通信の超遠距離インターネットを用いた実証実験を実施し、プロジェクトの目標以上の実証結果を得た。実験に用いたシステムは(1)で述べたものと同じである。実証実験は米国デンバー市で2019年11月に開催されたSC19国際会議の展示場から、シアトル市、東京を経由しシンガポールで折り返し、再びデンバー市に戻る経路を往復する超遠距離インターネットで、RTTは440msであった。本ネットワークを用い8ストリームに分割することでデータ通信を実現し、16スレッドで暗号化・復号化および耐改竄性のハッシュ計算処理を実現した。
(3)本研究の成果を多次元セルソータによる人体細胞分析結果の転送に応用し、実際の運用現場に置いて実用性がある秘匿性・耐改竄性通信が実現されたことを実証した。
以上3項目の成果は、プロジェクト開始当初の想定した目標をうわまわるものであり、本研究が成功裏に終了したことを示している。

現在までの達成度 (段落)

平成30年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

平成30年度が最終年度であるため、記入しない。

  • 研究成果

    (13件)

すべて 2020 2019 2018

すべて 雑誌論文 (9件) (うち国際共著 1件、 査読あり 7件) 学会発表 (4件) (うち国際学会 3件)

  • [雑誌論文] Intelligent image-activated cell sorting 2.02020

    • 著者名/発表者名
      Isozaki Akihiro, Hiraki Kei, et al.
    • 雑誌名

      Lab on a Chip

      巻: 1 ページ: 1~11

    • DOI

      https://doi.org/10.1039/D0LC00080A

    • 査読あり
  • [雑誌論文] シングルサーバを用いた100 Gbpsネットワークでのセキュアファイル転送2020

    • 著者名/発表者名
      下見淳一郎、本城剛毅、平木 敬、稲葉真理
    • 雑誌名

      電子情報通信学会技術研究報告

      巻: 119 (435) ページ: 1~6

  • [雑誌論文] A practical guide to intelligent image-activated cell sorting2019

    • 著者名/発表者名
      Isozaki Akihiro, Hiraki Kei, et al.
    • 雑誌名

      Nature Protocols

      巻: 14 ページ: 2370~2415

    • DOI

      https://doi.org/10.1038/s41596-019-0183-1

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Label-free chemical imaging flow cytometry by high-speed multicolor stimulated Raman scattering2019

    • 著者名/発表者名
      Suzuki Yuta, Hiraki Kei, et al.
    • 雑誌名

      Proceedings of the National Academy of Sciences

      巻: 116 ページ: 15842~15848

    • DOI

      https://doi.org/10.1073/pnas.1902322116

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Toward Shareable Multi-abstraction-level Feature Extractor Based on a Bayesian Network2019

    • 著者名/発表者名
      Nishino Kaneharu、Tezuka Hiroshi、Inaba Mary
    • 雑誌名

      Progress in Computer Recognition Systems

      巻: 1 ページ: 67~78

    • DOI

      https://doi.org/10.1007/978-3-030-19738-4_8

  • [雑誌論文] Intelligent Image-Activated Cell Sorting2018

    • 著者名/発表者名
      Nitta Nao, Hiraki Kei, et al.
    • 雑誌名

      Cell

      巻: 175 ページ: 266~276.e13

    • DOI

      https://doi.org/10.1016/j.cell.2018.08.028

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Continuous Skyline Computation Accelerator with Parallelizing Dominance Relation Calculations2018

    • 著者名/発表者名
      Koizumi Kenichi、Hiraki Kei、Inaba Mary
    • 雑誌名

      Proceedings of the 2018 ACM/SIGDA International Symposium on Field-Programmable Gate Arrays

      巻: 1 ページ: 285~285

    • DOI

      https://doi.org/10.1145/3174243.3174961

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Application of a fast skyline computation algorithm for serendipitous searching problems2018

    • 著者名/発表者名
      Koizumi Kenichi、Hiraki Kei、Inaba Mary
    • 雑誌名

      Proceedings Volume 10505, High-Speed Biomedical Imaging and Spectroscopy III: Toward Big Data Instrumentation and Management; 1050514 (2018)

      巻: 10505 (1050514) ページ: 1~5

    • DOI

      https://doi.org/10.1117/12.2288156

    • 査読あり
  • [雑誌論文] BJR-tree: fast skyline computation algorithm using dominance relation-based tree structure2018

    • 著者名/発表者名
      Koizumi Kenichi、Eades Peter、Hiraki Kei、Inaba Mary
    • 雑誌名

      International Journal of Data Science and Analytics

      巻: 7 ページ: 17~34

    • DOI

      https://doi.org/10.1007/s41060-018-0098-x

    • 査読あり / 国際共著
  • [学会発表] シングルサーバを用いた100 Gbpsネットワークでのセキュアファイル転送2020

    • 著者名/発表者名
      下見淳一郎, 本城剛毅, 平木敬, 稲葉真理
    • 学会等名
      電子情報通信学会 インターネットアーキテクチャ研究会
  • [学会発表] Toward Shareable Multi-abstraction-level Feature Extractor Based on a Bayesian Network2019

    • 著者名/発表者名
      Nishino Kaneharu、Tezuka Hiroshi、Inaba Mary
    • 学会等名
      International Conference on Computer Recognition Systems
    • 国際学会
  • [学会発表] Continuous Skyline Computation Accelerator with Parallelizing Dominance Relation Calculations2018

    • 著者名/発表者名
      Kenichi Koizumi; Kei Hiraki; Mary Inaba
    • 学会等名
      26th ACM/SIGDA International Symposium on Field-Programmable Gate Arrays
    • 国際学会
  • [学会発表] Application of a fast skyline computation algorithm for serendipitous searching problems2018

    • 著者名/発表者名
      Kenichi Koizumi; Kei Hiraki; Mary Inaba
    • 学会等名
      High-Speed Biomedical Imaging and Spectroscopy III: Toward Big Data Instrumentation and Management
    • 国際学会

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公開日: 2021-01-27  

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