2016 Fiscal Year Research-status Report
電波伝搬特性変動に基づく不規則・間欠的な区間設定を用いた秘密鍵共有に関する研究
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15K06091
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| Research Institution | Doshisha University |
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Principal Investigator |
笹岡 秀一 同志社大学, 理工学部, 教授 (70309194)
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| Project Period (FY) |
2015-04-01 – 2018-03-31
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| Keywords | 物理層セキュリティ / 電波伝搬特性変動 / レベル交差 / 秘密鍵共有 / 擬似乱数 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究は、正規局間で電波伝搬特性変動に基づいて不規則・間欠的な区間設定を行う一方、公開通信路を介して高速伝送される乱数系列から区間設定情報により部分系列を選択することで、盗聴局に秘密裏に多量な擬似乱数を簡易に共有することを目的としている。計画初年度（平成27年度）には、研究項目①不規則・間欠的な区間設定の有効性の事前評価と②電波伝搬特性変動に基づく不規則・間欠的な区間設定情報の共有法の検討を実施し、ほぼ所期の成果を上げた。平成28年度は、研究項目③不規則・間欠的な区間設定を用いた提案方式の評価、および④不規則・間欠的な区間設定の他方式への応用の検討を実施する計画であった。
研究を実施した結果、研究項目③については、研究項目①②の成果にもとづいて全体システムの提案を行い、計算機シミュレーションで特性評価を行うことで、提案方式の有効性を確認した。また、平成27年度に不足していた提案方式の暗号強度の定量的な評価を実施した。この成果は、電子情報通信学会の論文誌に掲載（1件）された。
一方、研究項目④については、不規則・間欠的な区間設定法の応用分野として、電波伝搬特性に基づく秘密情報伝送および秘密鍵共有の検討を行った。また、複数アンテナ送信を用いた秘密鍵共有方式と秘密情報伝送方式、およびMIMOシステムにおける秘密鍵配送方式を提案し、それらの基本的な特性評価を実施した。この成果は、研究会で発表（3件）するとともに、電子情報通信学会の論文誌に掲載（2件）されている。なお、不規則・間欠的な区間設定の応用による特性改善については平成29年度に実施予定である。
さらに、平成29年度に実施予定の研究項目⑤提案方式の課題抽出と方式改良の検討に着手している。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
はじめに、平成27年度の実施計画はおおむね順調に進展していた。次に、平成28年度の実施計画のうちで、研究項目③については、受信信号強度の時間変動において極値となる標本時刻を用いて区間設定を行う手法を採用し、提案方式の評価を実施して、上記の研究実績の概要に示す成果が上がった。しかし、研究項目⑤（提案方式の課題抽出と方式改良）と関連する研究項目は現在実施中であるが、研究発表に結びつく成果に至っていない。具体的には、受信信号強度がある閾値を交差する標本時刻に基づく手法（レベル交差手法）に関する検討、受信信号強度でなく位相差に基づく手法の検討がある。
一方、研究項目④については、複数アンテナを用いた秘密鍵共有方式を提案し、その有効性を計算機シミュレーションで評価した。また、MIMOシステムにおける秘密鍵共有方式を提案し、その有効性を計算機シミュレーションで評価した。さらに、信号分解と空間ベクトル合成を用いた秘密上納伝送方式を提案し、その有効性を計算機シミュレーションで評価した。それらの結果、上記の研究実績の概要に示す成果が上がった。これらの方式では、不規則・間欠的な区間設定情報を正規局間でのみ共有することで、さらなる性能向上が期待される。その部分の評価が未実施のため、平成29年度に重点的に実施すべき項目となっている。
以上のように平成28年度について、当初の実施研究計画の多くを実施して実績が上がったこと、検討継続中の項目の実施に大きな問題はないことから、総合評価として「おおむね順調に進展している。」とした。
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| Strategy for Future Research Activity |
上記のように研究がおおむね順調に進展していることから、最終年度（平成29年度）は、検討継続中の研究項目④を早期に実施するとともに、当初計画に研究項目を実施する。
当初研究実施計画の研究項目は、⑤提案方式の課題抽出と方式改良の検討、⑥電波伝搬特性を忠実に模擬した総合特性評価である。このうち、研究項目⑤については、提案方式の課題抽出の部分はすでに実施済みであるため、方式検討の実施を重点的に実施する。また、研究項目⑥については、研究項目④と研究項目⑤の実施が終了した後に、実環境を模擬した電波伝搬特性に基づいた総合特性評価を実施する。
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| Causes of Carryover |
平成28年度の使用計画では、当初の予算計画に加えて、平成27年度に支出予定のパソコンの購入を行うとともに、人件費・謝金の増額と論文掲載料（約30万円）の支出の予定であった。しかし、論文掲載料が当初の見込みより少額となったため、それに相当する次年度使用額が生じた。
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
平成29年度は、当初の予算計画に加えて、人件費・謝金を若干増額(約12万円)する。
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