| 研究課題/領域番号 |
18H03241
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| 研究機関 | 関西大学 |
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研究代表者 |
桑門 秀典 関西大学, 総合情報学部, 教授 (30283914)
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| 研究分担者 |
堀井 康史 関西大学, 総合情報学部, 教授 (00268335)
小林 孝史 関西大学, 総合情報学部, 准教授 (90268334)
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| 研究期間 (年度) |
2018-04-01 – 2021-03-31
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| キーワード | 物理的複製不可能関数 / 負性インピーダンス変換器 / Fuzzy Extractor / センサ / プログラマブルアナログ回路 |
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| 研究実績の概要 |
(a)プログラマブルアナログICの回路ブロックを用いたPUFの開発：プログラマブルアナログICの回路ブロックの製造時に生じる動作の誤差をPUFに利用することを検討し，その誤差が特徴量として安定して測定できる回路ブロックを特定した．しかし，そのようなプログラマブルアナログICの回路ブロック数は多くないので，識別可能なプログラマブルアナログICの個数に制限が生じた．PUFの開発を目指してアナログNon-Foster回路についての試作を行ったが，不安定要因を取り除くことができず，再現性に乏しいことを確認した．non-Foster回路は，正帰還回路を含む不安定な回路であり，かつこれに接続される回路の影響を強く受ける回路でもあるので，プログラマブルアナログICの特徴量の増幅に利用できる可能性がある．
(b)認証プロトコルの低計算資源化：認証プロトコルの低計f算資源化のために，RAMのサイズを小さくすることを目指している．Fuzzy Extractorの省RAM化のために，有限体ではなく，整数環上で秘密分散法の可能性を検討し，それが実現可能であることを示した．
(c)アナログフロントエンド回路：アナログフロントエンド回路がすでに組み込まれている機器内のセンサー単体からの測定データに含まれるノイズ成分の原因を特定する必要があり，電源についてはフェライトコアによるノイズ除去，直流電源装置による電源供給で測定を行った．また，加速度センセーの特徴量を特定するための実験の際には，外部からの振動伝達を防ぐために防振台に載せた測定を行い，測定精度の向上を目指した．
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| 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
購入した装置の機器の動作確認を行った後，PUFとして利用できる特徴量を特定するためのデータ収集を行い，解決すべき課題を明らかにすることができた．Fuzzy Extractorの低計算資源化の理論的検討に着手し，今年度はそれを拡充する着想を得た．
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| 今後の研究の推進方策 |
(a) 回路設計からの推進方策：プログラマブルアナログIC内やディスクリート素子を利用した受動素子の非線形性に基づいた特徴量の特定を検討する．受動素子はプログラマブルアナログIC内に比較的多く内蔵されているので，前年度の課題を解決できる可能性がある．また，前年度の課題への別のアプローチとして，プログラマブルディジタルICで使われているPUFの技術をプログラマブルアナログICに適用することを検討するために，ディジタルICでのnon-Foster回路の特性を調査する．
(b) 既存回路からの推進方策：センサー単体からのデータ取得に加えて，スマートフォン，タブレット等のSoC内に組み込まれたセンサー情報からのデータ取得を行い，それらからPUFを構成するための検討を行う．取得するセンサー情報から安定的に一意性をもった特徴量を発生させる物理的大きさ及びセンサーの個体差を明確にするための物理的大きさ等を検討する．また，センサーに電力を供給する直流電源ラインに生じる雑音の特性を調査し，PUFの特徴量としての適合性を検討する．
(c) 低計算資源化への理論的観点からの推進方策：認証プロトコルの低計算資源化のために，Fuzzy Extractorの省RAM化を目指している．既存のFuzzy Extractorはディジタル情報を利用していたが，本研究では上述の推進方策(a)(b)で得られる特徴量としてアナログ情報が利用できる．そこで，アナログ情報を有効に活用できる最新の誤り訂正符号の導入を検討する．この誤り訂正符号は，訂正能力が高くだけでなく，空間計算量が少ないことが知られており，本研究のFuzzy Extractorに適していると見込んでいる．
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