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2023 年度 実績報告書

通信・電磁情報と行動認識に基づくIoT機器に対するトラストの実現

研究課題

研究課題/領域番号 19KT0020
研究機関九州大学

研究代表者

荒川 豊  九州大学, システム情報科学研究院, 教授 (30424203)

研究分担者 安本 慶一  奈良先端科学技術大学院大学, 先端科学技術研究科, 教授 (40273396)
林 優一  奈良先端科学技術大学院大学, 先端科学技術研究科, 教授 (60551918)
研究期間 (年度) 2019-07-17 – 2024-03-31
キーワードIoT / トラスト / セキュリティ / プライバシー / 差分プライバシー / 通信トラヒック分析 / 連合学習
研究実績の概要

本研究の目的は、急速に広がるIoT機器を安心して利用するために、情報機器に対するトラストを構築する手段を提供することである。IoT機器は設置時の初期設 定以外はほとんどユーザが中身を考えなくて良いように設計されている。その結果高い利便性と引き換えに動作はブラックボックス化しておりどのような機能がどのようなタイミングで動作してどのようなデータがインターネット上に送られているのか把握することは難しい。 その問題に対して、我々はIoT機器の入出力 を監視しそこから得られる情報から機器の動作を推定することを目指している。
本年度はこれまで開発してきた通信トラヒック観測に基づき、IoT機器ならびに、その機器上で発動している機能を認識するシステムを進化させ、数秒の短い通信トラヒック観測だけでもそれらを判別可能にするアルゴリズムを提案し、国際会議で発表した。
また、行動認識についてはスマートウォッチを用いたタイピング文字推定に関する研究を進め、タイピング中の加速度やタイピング音からユーザが何をタイプしているか盗聴可能であることを示し、国際会議で発表した。
さらに、発展的な研究として、データのプライバシーを守りながら、行動認識などに利用する仕組みとして、差分プライバシーや連合学習についても研究を進め、国際会議においで最優秀デモンストレーション賞を受賞するとともに、インパクトファクターが11を超えるトップジャーナルに採択されるなど、想定を超える成果が得られた。

  • 研究成果

    (7件)

すべて 2024 2023

すべて 雑誌論文 (1件) (うち査読あり 1件) 学会発表 (6件) (うち国際学会 4件)

  • [雑誌論文] Privacy-Preserving Federated Learning With Resource-Adaptive Compression for Edge Devices2024

    • 著者名/発表者名
      Hidayat Muhammad Ayat、Nakamura Yugo、Arakawa Yutaka
    • 雑誌名

      IEEE Internet of Things Journal

      巻: 11 ページ: 13180-13198

    • DOI

      10.1109/JIOT.2023.3347552

    • 査読あり
  • [学会発表] WatchLogger: Keyboard Typing Words Recognition Based on Smartwatch2023

    • 著者名/発表者名
      Gangkai Li, Yutaka Arakawa, Yugo Nakamura, Hyuckjin Choi, Shogo Fukushima, Wei Wang
    • 学会等名
      The 14th International Conference on Mobile Computing and Ubiquitous Networking (ICMU2023)
    • 国際学会
  • [学会発表] Evaluation of Functional Estimation Methods in IoT Devices at Intervals of a Few Seconds by Communication Traffic Analysis2023

    • 著者名/発表者名
      Yuichi Hattori , Yutaka Arakawa, Sozo Inoue
    • 学会等名
      The 5th International Conference on Activity and Behavior Computing (ABC2023)
    • 国際学会
  • [学会発表] AGC-DP:Differential Privacy with Adaptive Gaussian Clipping for Federated Learning2023

    • 著者名/発表者名
      Muhammad Ayat Hidayat, Yugo Nakamura, Billy Dawton, Yutaka Arakawa
    • 学会等名
      The 24th IEEE International Conference on Mobile Data Management (MDM 2023)
    • 国際学会
  • [学会発表] Efficient and Secure: Privacy-Preserving Federated Learning for Resource-Constrained Devices2023

    • 著者名/発表者名
      Muhammad Ayat Hidayat, Yugo Nakamura, Yutaka Arakawa
    • 学会等名
      The 24th IEEE International Conference on Mobile Data Management (MDM 2023): Demo Paper
    • 国際学会
  • [学会発表] 通信トラヒック分析に基づく数秒間隔でのIoTデバイスの機能判定手法2023

    • 著者名/発表者名
      服部 祐一, 荒川 豊, 井上 創造
    • 学会等名
      マルチメディア、分散、協調とモバイル (DICOMO2023) シンポジウム
  • [学会発表] 時系列心拍データを用いたサービスにおけるユーザ保護と有用性を両立する差分プライバシー手法の検討2023

    • 著者名/発表者名
      藤本 隆晟, 中村 優吾, 荒川 豊
    • 学会等名
      第37回 人工知能学会全国大会 (企画セッション:生体信号を活用した医療・ヘルスケアAI)

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公開日: 2024-12-25  

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