| 講演名 | 2023-07-12 polar符号による自由空間光通信における物理レイヤ暗号の鍵生成効率の向上 寺田 龍人(名工大), 遠藤 寛之(NICT), 山浦 健介(名工大), 岡本 英二(名工大), 北村 光雄(NICT), 清水 亮介(電通大), 豊嶋 守生(NICT), 藤原 幹生(NICT), 佐々木 雅英(NICT), |
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| 抄録(和) | 物理的に可能なあらゆる攻撃に対して安全な鍵共有技術として量子鍵配送が知られている．しかし鍵共有の距離と伝送速度には依然として限界がある．そこで盗聴者の攻撃能力に合理的な仮定を設定することで地上衛星間などの長距離においても情報理論的に安全な鍵共有が可能となる自由空間通信物理レイヤ暗号が注目されており，これまで電通大−情報通信研究機構間の7.8km空間光通信テストベットで行われた物理レイヤ暗号の実証実験が行われている．本稿ではこのデータに対し新たにレーザー光の受信強度に応じたビット消去とpolar誤り訂正符号を同時に適用し鍵伝送の性能向上を実現する手法を提案する．そして既存実験で適用されたLDPC符号に比べて鍵生成効率が平均で約6%向上することを示す． |
| 抄録(英) | Quantum key distribution is known as a secure key sharing technology against all physically possible attacks. However, there are still limitations in terms of key sharing distance and transmission speed. Therefore, attention has been focused on free-space communication physical-layer encryption, which allows information-theoretically secure key sharing over long distances, such as between ground and satellites, by setting reasonable assumptions about the eavesdropper's attack capabilities. Until now, experimental demonstrations of physical-layer encryption have been conducted in the 7.8 km free-space optical communication testbed between University of Electro-Communications and National Institute of Information and Communications Technology. In this paper, we propose a new method that applies simultaneous bit erasure based on the received intensity of laser light and polar codes to improve the performance of key transmission. We demonstrate that the key sharing efficiency improves by an average of approximately 6% compared to the existing experiments using LDPC codes. |
| キーワード(和) | 物理レイヤ暗号 / 空間光通信 / 量子暗号 / 情報整合 / poalr符号 / LDPC符号 |
| キーワード(英) | physical layer cryptography / free-space optical communication / quantum cryptography / information reconciliation / polar codes / LDPC codes |
| 資料番号 | SAT2023-12 |
| 発行日 | 2023-07-05 (SAT) |
| 研究会情報 | |
| 研究会 | AP / SANE / SAT |
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| 開催期間 | 2023/7/12(から3日開催) |
| 開催地（和） | 北海道立道民活動センター（かでる2・7） |
| 開催地（英） | The Citizen Activity Center |
| テーマ（和） | リモートセンシング，衛星通信，電波伝搬，一般 |
| テーマ（英） | Remote sensing, Sattelite Communication, Radio propagation, Antennas and Propagation |
| 委員長氏名（和） | 榊原 久二男(名工大) / 若山 俊夫(三菱電機) / 加保 貴奈(湘南工科大) |
| 委員長氏名（英） | Kunio Sakakibara(Nagoya Inst. of Tech.) / Toshio Wakayama(Mitsubishi Electric) / Takana Kaho(Shonan Inst. of Tech.) |
| 副委員長氏名（和） | 袁 巧微(東北工大) / 網嶋 武(明大) / 毛塚 敦(電子航法研) / 亀井 雅(NHK) / 岸 洋司(KDDI総合研究所) |
| 副委員長氏名（英） | YUAN Qiaowei(Tohoku Inst. of Tech.) / Takeshi Amishima(Meiji Univ.) / Atsushi Kezuka(ENRI) / Masashi Kamei(NHK) / Yoji Kishi(KDDI Research) |
| 幹事氏名（和） | 紀平 一成(三菱電機) / 本間 尚樹(岩手大) / 北村 尭之(三菱電機) / 尚 方(電通大) / 阿部 順一(NTT) / 小泉 雄貴(NHK) |
| 幹事氏名（英） | Kazunari Kihira(Mitsubishi Electric) / Naoki Honma(Iwate Univ.) / Takayuki Kitamura(Mitsubishi Electric) / Shang Fang(Univ. of Electro-Comm) / Junichi Abe(NTT) / Yuuki Koizumi(NHK) |
| 幹事補佐氏名（和） | 村上 友規(NTT) / 長縄 潤一(電子航法研) / 赤嶺 賢彦(防衛省) / 流田 理一郎(KDDI総合研究所) / 小竹 秀明(NICT) |
| 幹事補佐氏名（英） | Tomoki Murakami(NTT) / Junichi Naganawa(ENRI) / Yoshihiko Akamine(TRDI) / Riichiro Nagareda(KDDI Research) / Hideaki Kotake(NICT) |
| 講演論文情報詳細 | |
| 申込み研究会 | Technical Committee on Antennas and Propagation / Technical Committee on Space, Aeronautical and Navigational Electronics / Technical Committee on Satellite Telecommunications |
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| 本文の言語 | JPN |
| タイトル（和） | polar符号による自由空間光通信における物理レイヤ暗号の鍵生成効率の向上 |
| サブタイトル（和） | |
| タイトル（英） | Improvement of key generation efficiency of free-space optical physical layer cryptography using polar code |
| サブタイトル（和） | |
| キーワード(1)（和/英） | 物理レイヤ暗号 / physical layer cryptography |
| キーワード(2)（和/英） | 空間光通信 / free-space optical communication |
| キーワード(3)（和/英） | 量子暗号 / quantum cryptography |
| キーワード(4)（和/英） | 情報整合 / information reconciliation |
| キーワード(5)（和/英） | poalr符号 / polar codes |
| キーワード(6)（和/英） | LDPC符号 / LDPC codes |
| 第 1 著者 氏名（和/英） | 寺田 龍人 / Ryuto Terada |
| 第 1 著者 所属（和/英） | 名古屋工業大学(略称：名工大) Nagoya Institute of Technology(略称：Nitech) |
| 第 2 著者 氏名（和/英） | 遠藤 寛之 / Hiroyuki Endo |
| 第 2 著者 所属（和/英） | 国立研究開発法人情報通信研究機構(略称：NICT) National Institute of Information and Communications Technology(略称：NICT) |
| 第 3 著者 氏名（和/英） | 山浦 健介 / Kensuke Yamaura |
| 第 3 著者 所属（和/英） | 名古屋工業大学(略称：名工大) Nagoya Institute of Technology(略称：Nitech) |
| 第 4 著者 氏名（和/英） | 岡本 英二 / Eiji Okamoto |
| 第 4 著者 所属（和/英） | 名古屋工業大学(略称：名工大) Nagoya Institute of Technology(略称：Nitech) |
| 第 5 著者 氏名（和/英） | 北村 光雄 / Mitsuo Kitamura |
| 第 5 著者 所属（和/英） | 国立研究開発法人情報通信研究機構(略称：NICT) National Institute of Information and Communications Technology(略称：NICT) |
| 第 6 著者 氏名（和/英） | 清水 亮介 / Ryosuke Shimizu |
| 第 6 著者 所属（和/英） | 電気通信大学(略称：電通大) The University of Electro-Communications(略称：UEC) |
| 第 7 著者 氏名（和/英） | 豊嶋 守生 / Morio Toyoshima |
| 第 7 著者 所属（和/英） | 国立研究開発法人情報通信研究機構(略称：NICT) National Institute of Information and Communications Technology(略称：NICT) |
| 第 8 著者 氏名（和/英） | 藤原 幹生 / Mikio Hujiwara |
| 第 8 著者 所属（和/英） | 国立研究開発法人情報通信研究機構(略称：NICT) National Institute of Information and Communications Technology(略称：NICT) |
| 第 9 著者 氏名（和/英） | 佐々木 雅英 / Masahide Sasaki |
| 第 9 著者 所属（和/英） | 国立研究開発法人情報通信研究機構(略称：NICT) National Institute of Information and Communications Technology(略称：NICT) |
| 発表年月日 | 2023-07-12 |
| 資料番号 | SAT2023-12 |
| 巻番号（vol） | vol.123 |
| 号番号（no） | SAT-105 |
| ページ範囲 | pp.13-18(SAT), |
| ページ数 | 6 |
| 発行日 | 2023-07-05 (SAT) |