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2019 年度 実施状況報告書

超スマート社会を支える高機能な軽量パケットフィルタの開発

研究課題

研究課題/領域番号 19K11959
研究機関新潟大学

研究代表者

三河 賢治  新潟大学, 学術情報基盤機構, 准教授 (00344838)

研究分担者 田中 賢  神奈川大学, 理学部, 教授 (50272810)
研究期間 (年度) 2019-04-01 – 2022-03-31
キーワードネットワークセキュリティ / パケット分類
研究実績の概要

パケットフィルタは、不正な通信をブロックするネットワークセキュリティの基本的な手段である。暗号化やトンネリング技術の普及により、本来の通信内容が隠ぺいされて不正な通信がユーザの端末に直接届いてしまう。省電力が要求されるモバイル端末やセンサー機器等のIoTデバイスでは,高性能な専用ハードウェアのフィルタを実装できず、ソフトウェアのフィルタを実装する。政府が提唱する超スマート社会(Society 5.0)では、あらゆる人とモノがネットワークにつながる社会の実現を目指している。既存のフィルタ技術は、近年の高度なサイバー攻撃や今後の高速通信に十分対抗できず、新しい技術開発が必要不可欠である。本研究課題では、既存の線形探索を基本とするフィルタに代わり、探索木を利用した高性能かつ軽量なフィルタ技術を開発することを目的としている。
本研究の目的を実現するため、実証実験のためのネットワークシステム及びIoTデバイスの環境整備、フィルタアルゴリズムの開発、開発技術の性能評価を進める。今年度は、実証実験のためのネットワークシステム及びIoTデバイスの環境整備を行った。また、フィルタアルゴリズムの開発では、メモリ消費の少ないアルゴリズムの新規開発に着手し、高性能コンピュータ上での性能実験を開始した。今後は、開発アルゴリズムをIoTデバイスに実装し、既存の線形探索アルゴリズム、探索木を利用したフィルタアルゴリズムとの比較を行い、性能評価を進めていく。

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

令和元年度(平成31年度)の研究計画に基づき、ネットワークシステム及びIoTデバイスの環境整備を完了し、これらの実験環境を既存の開発環境を用いて、開発アルゴリズムの動作検証、性能評価を行った。当初の研究計画では、探索木を用いたフィルタアルゴリズムをIoTデバイスに適した実装を考えていたが、これらのアルゴリズムよりも効率のよいアルゴリズムの開発に着手することができた。
既存の探索木をベースとしたフィルタアルゴリズムに関する成果を雑誌論文4編、新規開発のフィルタアルゴリズムに関する成果を雑誌論文4編、発表することができ、本研究はおおむね順調に進展していると判断する。

今後の研究の推進方策

令和2年度以降は、令和元年度に構築した実証実験環境を用いて、提案アルゴリズムと既存のアルゴリズムとの性能比較を慎重に進め、IoTデバイスへの実装に適したチューニングを進めていく。

次年度使用額が生じた理由

(理由)
令和元年度は、フィルタアルゴリズムの新規開発が予想以上に進み、アルゴリズムを実装するためのIoTデバイスのみ新規購入し、ネットワークシステムについては既存のネットワークを本研究に合わせて環境の調整を行った。令和元年度には、ネットワークシステムに関する機器を購入しなかったため、差額が生じた。
(使用計画)
前年度に購入しなかったネットワークシステムについては、現在開発を進めているフィルタアルゴリズムの性能の評価に適したネットワークシステムを再検討し、購入する予定である。

  • 研究成果

    (8件)

すべて 2020 2019

すべて 雑誌論文 (8件) (うち査読あり 4件)

  • [雑誌論文] ポインタ付連分割トライに基づく決定図構築法2020

    • 著者名/発表者名
      原田崇司, 田中賢, 三河賢治
    • 雑誌名

      情報処理学会研究報告

      巻: 2020-AL-176 ページ: 1~8

  • [雑誌論文] ポインタ付連分割トライに基づく決定木構築法2020

    • 著者名/発表者名
      石川裕樹, 原田崇司, 田中賢, 三河賢治
    • 雑誌名

      電子情報通信学会論文誌 J103-B

      巻: J103.B ページ: 48~56

    • DOI

      10.14923/transcomj.2019GTP0013

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Simulated Annealing Method for Relaxed Optimal Rule Ordering2020

    • 著者名/発表者名
      Harada Takashi、Tanaka Ken、Mikawa Kenji
    • 雑誌名

      IEICE Transactions on Information and Systems

      巻: E103.D ページ: 509~515

    • DOI

      10.1587/transinf.2019FCP0006

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Acceleration of Packet Classification Using Adjacency List of Rules2019

    • 著者名/発表者名
      Fuchino Takashi, Harada Takashi, Tanaka Ken, Mikawa Kenji
    • 雑誌名

      Proceedings of the 28th International Conference on Computer Communication and Networks (ICCCN)

      巻: 2019 ページ: 1~9

    • DOI

      10.1109/ICCCN.2019.8846923

    • 査読あり
  • [雑誌論文] A Packet Classification Method via Cascaded Circular-Run-Based Trie2019

    • 著者名/発表者名
      Harada Takashi、Ishikawa Yuki、Tanaka Ken、Mikawa Kenji
    • 雑誌名

      IEICE Transactions on Fundamentals of Electronics, Communications and Computer Sciences

      巻: E102.A ページ: 1171~1178

    • DOI

      10.1587/transfun.E102.A.1171

    • 査読あり
  • [雑誌論文] 重み0のルール削除に基づくルール並び替え法2019

    • 著者名/発表者名
      渕野敬, 原田崇司, 田中賢, 三河賢治
    • 雑誌名

      電子情報通信学会技術研究報告

      巻: 119 ページ: 47~52

  • [雑誌論文] SATソルバによるルールリストポリシの等価判定2019

    • 著者名/発表者名
      渕野敬, 原田崇司, 田中賢, 三河賢治
    • 雑誌名

      電子情報通信学会技術研究報告

      巻: 119 ページ: 13~19

  • [雑誌論文] Computational Complexity of Relaxed Optimal Rule Ordering2019

    • 著者名/発表者名
      原田崇司, 田中賢, 三河賢治
    • 雑誌名

      電子情報通信学会技術研究報告

      巻: 119 ページ: 47~54

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公開日: 2021-01-27  

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