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2007 年度 実績報告書

超高速レーザカオスを用いた情報理論的セキュリティに基づく暗号鍵発生

研究課題

研究課題/領域番号 17760051
研究機関拓殖大学

研究代表者

内田 淳史  拓殖大学, 工学部, 助教 (50327996)

キーワード暗号 / セキュリティ / カオス / レーザ / 乱数 / 同期 / 情報理論 / 光通信
研究概要

本研究では、情報理論的セキュリティに基づく暗号鍵発生方式を提案し、超高速レーザカオスを用いてこれを工学的に実装することを目的とする。特に相関乱数暗号の要素技術として、共通カオス信号により駆動された半導体レーザカオス同期および相関の制御を実験的に実現した。本実験では、3つのDFB半導体レーザ(それぞれDrive、Response1、Response2と呼ぶ)を用いた。外部鏡を用いてDriveに戻り光を付加することでカオスを発生させた。Driveの緩和発振周波数とRepsonse1, Response2の緩和発振周波数を異なる値に設定した。Driveからのカオス的レーザ光を、ビームスプリッタ(BS)を調整することでRespoense1とResponse2に注入させた。このときDrive-Response間では低い相関、Response1-Response2間では高い相関を確認した。
次にResponsel、Response2にそれぞれ外部鏡を用いて戻り光を付加させた。Response1の外部鏡の距離をピエゾステージによりナノメータ(nm)単位で変化させ、Response1の戻り光の位相を変化させることにより、2つのResponseレーザカオス同期波形の相関の制御を行った。その結果、戻り光の位相が一致したときの2つのResponse間の時間波形は一致しており、相関値を計算したところ0.907と高いことが分かった。一方で、戻り光の位相が一致していないときの2つのResponse間の時間波形は一致しておらず、相関値も0.076と低いことが分かった。以上より、戻り光の位相を変化させることで、Response1-Response2間の相関を制御可能であることが実験的に確認された。本特性は相関乱数暗号方式への応用における要素技術として非常に重要である。

  • 研究成果

    (22件)

すべて 2008 2007 その他

すべて 雑誌論文 (4件) (うち査読あり 4件) 学会発表 (17件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] Blind source separation of chaotic laser signals by independent component anal isis2008

    • 著者名/発表者名
      M., Kuraya・A., Uchida・S., Yoshimori・K., Umeno
    • 雑誌名

      Optics Express vol.16. no.2

      ページ: 725-730

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Independent component analysis of mixed chaos in electronic circuits2008

    • 著者名/発表者名
      M., Kuraya・A., Uchida・S., Yoshimori・K., Umeno
    • 雑誌名

      Electronics Letters vol.44, no.3

      ページ: 248-250

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Common-chaotic-signal induced synchronization in semiconductor lasers2007

    • 著者名/発表者名
      T., Yamamoto・I., Oowada・H., Yip・A., Uchida・S., Yoshimori・K., Yoshimura・J., Muramatsu・S., Goto・P., Davis
    • 雑誌名

      Optics Express vol.15, no.7(Optics express)

      ページ: 3974-3980

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Fractal diension of chaotic light scattering in regular poluhedral mirror ball structrues2007

    • 著者名/発表者名
      K., Amano・D., Tashiro・A., Uchida・S., Yoshimori
    • 雑誌名

      Physical Review E vol.17, no.4

      ページ: 046213-1-046213-6

    • 査読あり
  • [学会発表] 二つの時間遅延により相互結合された面発光レーザ(VCSEL)におけるカオス発生と同期2008

    • 著者名/発表者名
      染谷 弘行、田中 和也、内田 淳史、吉森 茂
    • 学会等名
      応用物理学会
    • 発表場所
      日本大学船橋キャンパス
    • 年月日
      2008-03-27
  • [学会発表] 独立成分分析を用いた半導体レーザ混合カオス信号の分離2008

    • 著者名/発表者名
      田代 洋人、倉屋 昌彦、内田 淳史、吉森 茂、梅野 健
    • 学会等名
      応用物理学会
    • 発表場所
      日本大学船橋キャンパス
    • 年月日
      2008-03-27
  • [学会発表] 戻り光を有する半導体レーザにおける共通カオス信号入力同期2008

    • 著者名/発表者名
      大和田 功、有泉 宏紀、李 茂、内田 淳史、吉森 茂、吉村 和之、ピーター ディビス
    • 学会等名
      応用物理学会
    • 発表場所
      日本大学船橋キャンパス
    • 年月日
      2008-03-27
  • [学会発表] Leader-laggard relationship of lag synchronization of chaos in mutually-coupled vertical-cavity surface-emitting lasers2007

    • 著者名/発表者名
      H., Someya・M., Ozaki・T., Mihara・A., Uchida・S., Yosimori・K., Panajotov・M., Sciamanna
    • 学会等名
      国際会議 NOLTA 2007
    • 発表場所
      カナダ・バンクーバー
    • 年月日
      2007-09-17
  • [学会発表] Multiple basins of consistency in a Mackey-Glass electronic circuit driven by colored noise2007

    • 著者名/発表者名
      H., Yip・S., Sano・A., Uchida・S., Yoshimori
    • 学会等名
      国際会議 NOLTA 2007
    • 発表場所
      カナダ・バンクーバー
    • 年月日
      2007-09-17
  • [学会発表] Consistency in driven nonlinear systems2007

    • 著者名/発表者名
      A., Uchida・S., Yosimori・R., Roy
    • 学会等名
      国際会議 NOLTA 2007
    • 発表場所
      カナダ・バンクーバー
    • 年月日
      2007-09-17
  • [学会発表] 外部駆動されたマッキ-・グラス電子回路におけるコンシステンシー2007

    • 著者名/発表者名
      葉 海鵬、佐野 聡、内田 淳史、吉森 茂
    • 学会等名
      電子情報通信学会
    • 発表場所
      静岡大学 浜松キャンパス
    • 年月日
      2007-08-07
  • [学会発表] 正多面体ミラー球構造体におけるカオス的光散乱のフラクタル次元2007

    • 著者名/発表者名
      天野 和也、成松 大輔、五月女 智、内田 淳史、吉森 茂
    • 学会等名
      電子情報通信学会
    • 発表場所
      静岡大学 浜松キャンパス
    • 年月日
      2007-08-07
  • [学会発表] 共通カオス信号により駆動された半導体レーザカオス同期実験2007

    • 著者名/発表者名
      大和田 功、山本 徹、葉 海鵬、内田 淳史、吉森 茂、吉村 和之、村松 純、後藤 振一郎、ピーター ディビス
    • 学会等名
      電子情報通信学会
    • 発表場所
      静岡大学 浜松キャンパス
    • 年月日
      2007-08-06
  • [学会発表] 相互結合した面発光レーザ(VCSEL)における遅延カオス同爾め実験的観測2007

    • 著者名/発表者名
      染谷 弘行、尾崎 光寿、田中 和也、内田 淳史、吉森 茂
    • 学会等名
      電子情報通信学会
    • 発表場所
      静岡大学 浜松キャンパス
    • 年月日
      2007-08-06
  • [学会発表] Generation and synchronization of chaos in Mackey-Glass electronic circuits with multiple time delays2007

    • 著者名/発表者名
      M., Tateno・M., Kuraya・S., Sano・A., Uchida・S., Yoshimori
    • 学会等名
      国際会議 NDES2007
    • 発表場所
      徳島県 四国大学
    • 年月日
      2007-07-24
  • [学会発表] Fractal light scattering in regular-polyhedral mirror-ball structures2007

    • 著者名/発表者名
      K., Amano・D., Narimatsu・S., Sotome・S., Tashiro・A., Uchida・S., Yoshimori
    • 学会等名
      国際会議 NDES2007
    • 発表場所
      徳島県 四国大学
    • 年月日
      2007-07-24
  • [学会発表] Synchronization in semiconductor lasers subject to a common chaotic drive signal2007

    • 著者名/発表者名
      I., Oowada・T., Yamamoto・H., Yip・A., Uchida・S., Yoshimori・K., Yoshimura・J., Muramatsu・S., Goto・P., Davis
    • 学会等名
      国際会議 NDES2007
    • 発表場所
      徳島県 四国大学
    • 年月日
      2007-07-24
  • [学会発表] Signal separation of chaotic electronic circuits and lasers by independent component analysis2007

    • 著者名/発表者名
      M., Kuraya・S., Sano・A., Uchida・S., Yoshimori・K., Umeno
    • 学会等名
      国際会議 NDES2007
    • 発表場所
      徳島県 四国大学
    • 年月日
      2007-07-24
  • [学会発表] Analysis of fractal dimension of light scattering in polyhedral mirror-ball structures2007

    • 著者名/発表者名
      K., Amano・D., Narimatsu・S., Sotome・S., Tashiro・A., Uchida・S., Yoshimori
    • 学会等名
      国際会議 CLEO/Europe-IQEC2007
    • 発表場所
      ドイツ・ミュンヘン
    • 年月日
      2007-06-20
  • [学会発表] Separation of mixed chaotic signals in microchip lasers by independent component analysis2007

    • 著者名/発表者名
      A., Uchida・M., Kuraya・S., Yoshimori・K., Umeno
    • 学会等名
      国際会議 CLEO/Europe-IQEC2007
    • 発表場所
      ドイツ・ミュンヘン
    • 年月日
      2007-06-18
  • [学会発表] Synchronization of chaos in mutually coupled VCSELs: numerical study2007

    • 著者名/発表者名
      K., Panajotov・A., Uchida・M., Sciamanna
    • 学会等名
      国際会議 CLEO/Europe-IQEC2007
    • 発表場所
      ドイツ・ミュンヘン
    • 年月日
      2007-06-17
  • [備考]

    • URL

      http://www.es.takushoku-u.ac.jp/labs/wmyosimo/uchida/uchida.htm

URL: 

公開日: 2010-02-04   更新日: 2016-04-21  

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