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2007 Fiscal Year Annual Research Report

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

Research Project

Project/Area Number 17760051
Research InstitutionTakushoku University

Principal Investigator

内田 淳史  Takushoku University, 工学部, 助教 (50327996)

Keywords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
Research Abstract

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。

  • Research Products

    (22 results)

All 2008 2007 Other

All Journal Article (4 results) (of which Peer Reviewed: 4 results) Presentation (17 results) Remarks (1 results)

  • [Journal Article] Blind source separation of chaotic laser signals by independent component anal isis2008

    • Author(s)
      M., Kuraya・A., Uchida・S., Yoshimori・K., Umeno
    • Journal Title

      Optics Express vol.16. no.2

      Pages: 725-730

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Independent component analysis of mixed chaos in electronic circuits2008

    • Author(s)
      M., Kuraya・A., Uchida・S., Yoshimori・K., Umeno
    • Journal Title

      Electronics Letters vol.44, no.3

      Pages: 248-250

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Common-chaotic-signal induced synchronization in semiconductor lasers2007

    • Author(s)
      T., Yamamoto・I., Oowada・H., Yip・A., Uchida・S., Yoshimori・K., Yoshimura・J., Muramatsu・S., Goto・P., Davis
    • Journal Title

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

      Pages: 3974-3980

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Fractal diension of chaotic light scattering in regular poluhedral mirror ball structrues2007

    • Author(s)
      K., Amano・D., Tashiro・A., Uchida・S., Yoshimori
    • Journal Title

      Physical Review E vol.17, no.4

      Pages: 046213-1-046213-6

    • Peer Reviewed
  • [Presentation] 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

    • Author(s)
      染谷 弘行、田中 和也、内田 淳史、吉森 茂
    • Organizer
      応用物理学会
    • Place of Presentation
      日本大学船橋キャンパス
    • Year and Date
      2008-03-27
  • [Presentation] 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

    • Author(s)
      田代 洋人、倉屋 昌彦、内田 淳史、吉森 茂、梅野 健
    • Organizer
      応用物理学会
    • Place of Presentation
      日本大学船橋キャンパス
    • Year and Date
      2008-03-27
  • [Presentation] 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

    • Author(s)
      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
    • Organizer
      応用物理学会
    • Place of Presentation
      日本大学船橋キャンパス
    • Year and Date
      2008-03-27
  • [Presentation] Leader-laggard relationship of lag synchronization of chaos in mutually-coupled vertical-cavity surface-emitting lasers2007

    • Author(s)
      H., Someya・M., Ozaki・T., Mihara・A., Uchida・S., Yosimori・K., Panajotov・M., Sciamanna
    • Organizer
      国際会議 NOLTA 2007
    • Place of Presentation
      カナダ・バンクーバー
    • Year and Date
      2007-09-17
  • [Presentation] Multiple basins of consistency in a Mackey-Glass electronic circuit driven by colored noise2007

    • Author(s)
      H., Yip・S., Sano・A., Uchida・S., Yoshimori
    • Organizer
      国際会議 NOLTA 2007
    • Place of Presentation
      カナダ・バンクーバー
    • Year and Date
      2007-09-17
  • [Presentation] Consistency in driven nonlinear systems2007

    • Author(s)
      A., Uchida・S., Yosimori・R., Roy
    • Organizer
      国際会議 NOLTA 2007
    • Place of Presentation
      カナダ・バンクーバー
    • Year and Date
      2007-09-17
  • [Presentation] 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

    • Author(s)
      葉 海鵬、佐野 聡、内田 淳史、吉森 茂
    • Organizer
      電子情報通信学会
    • Place of Presentation
      静岡大学 浜松キャンパス
    • Year and Date
      2007-08-07
  • [Presentation] 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

    • Author(s)
      天野 和也、成松 大輔、五月女 智、内田 淳史、吉森 茂
    • Organizer
      電子情報通信学会
    • Place of Presentation
      静岡大学 浜松キャンパス
    • Year and Date
      2007-08-07
  • [Presentation] 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

    • Author(s)
      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
    • Organizer
      電子情報通信学会
    • Place of Presentation
      静岡大学 浜松キャンパス
    • Year and Date
      2007-08-06
  • [Presentation] 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

    • Author(s)
      染谷 弘行、尾崎 光寿、田中 和也、内田 淳史、吉森 茂
    • Organizer
      電子情報通信学会
    • Place of Presentation
      静岡大学 浜松キャンパス
    • Year and Date
      2007-08-06
  • [Presentation] Generation and synchronization of chaos in Mackey-Glass electronic circuits with multiple time delays2007

    • Author(s)
      M., Tateno・M., Kuraya・S., Sano・A., Uchida・S., Yoshimori
    • Organizer
      国際会議 NDES2007
    • Place of Presentation
      徳島県 四国大学
    • Year and Date
      2007-07-24
  • [Presentation] Fractal light scattering in regular-polyhedral mirror-ball structures2007

    • Author(s)
      K., Amano・D., Narimatsu・S., Sotome・S., Tashiro・A., Uchida・S., Yoshimori
    • Organizer
      国際会議 NDES2007
    • Place of Presentation
      徳島県 四国大学
    • Year and Date
      2007-07-24
  • [Presentation] Synchronization in semiconductor lasers subject to a common chaotic drive signal2007

    • Author(s)
      I., Oowada・T., Yamamoto・H., Yip・A., Uchida・S., Yoshimori・K., Yoshimura・J., Muramatsu・S., Goto・P., Davis
    • Organizer
      国際会議 NDES2007
    • Place of Presentation
      徳島県 四国大学
    • Year and Date
      2007-07-24
  • [Presentation] Signal separation of chaotic electronic circuits and lasers by independent component analysis2007

    • Author(s)
      M., Kuraya・S., Sano・A., Uchida・S., Yoshimori・K., Umeno
    • Organizer
      国際会議 NDES2007
    • Place of Presentation
      徳島県 四国大学
    • Year and Date
      2007-07-24
  • [Presentation] Analysis of fractal dimension of light scattering in polyhedral mirror-ball structures2007

    • Author(s)
      K., Amano・D., Narimatsu・S., Sotome・S., Tashiro・A., Uchida・S., Yoshimori
    • Organizer
      国際会議 CLEO/Europe-IQEC2007
    • Place of Presentation
      ドイツ・ミュンヘン
    • Year and Date
      2007-06-20
  • [Presentation] Separation of mixed chaotic signals in microchip lasers by independent component analysis2007

    • Author(s)
      A., Uchida・M., Kuraya・S., Yoshimori・K., Umeno
    • Organizer
      国際会議 CLEO/Europe-IQEC2007
    • Place of Presentation
      ドイツ・ミュンヘン
    • Year and Date
      2007-06-18
  • [Presentation] Synchronization of chaos in mutually coupled VCSELs: numerical study2007

    • Author(s)
      K., Panajotov・A., Uchida・M., Sciamanna
    • Organizer
      国際会議 CLEO/Europe-IQEC2007
    • Place of Presentation
      ドイツ・ミュンヘン
    • Year and Date
      2007-06-17
  • [Remarks]

    • URL

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

URL: 

Published: 2010-02-04   Modified: 2016-04-21  

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