無線通信における伝搬路特性を利用した物理層認証方式の開発

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超多数のセンサやデバイスにより構成されるIoTネットワークの進展とともに無線通信の利用も拡大している．本研究では，ネットワークの接続台数の増加による，IPアドレスの管理の煩雑さや認証の負荷に対して，ユーザ不在にも対応できる簡易でセキュアな物理層における認証方式の開発を目的としている．特に近年普及率の高い無線LANおよびBluetoothにおける通信方式に着目し電波伝搬および伝送特性を利用した秘密鍵生成方法および物理層認証方式を開発することを検討している．平成31年度から令和2年度では，理論上において無線LANにおける電波伝搬および伝送特性を利用した認証方式を開発し，提案方式を屋内環境においてシミュレーション評価した．さらに提案方式をグラマブルなオンボードFPGAを利用して開発環境を構築し，秘密鍵生成アルゴリズムを実装した．令和3年度は，屋内環境に設置した無線LANとこれまで構築した環境において実測評価し秘密鍵生成方式の課題を抽出し，改良案について検討した．今年度は令和3年に引き続き実測評価を実施した．特に反射波が多くなるような屋内環境に設置した無線LANにおいて実測することで不要波の影響について評価した．実験はスペクトルアナライザを用いて周波数特性の情報を取得することで提案方式を検証し，収集したデータを解析しすることで鍵共有方式の妥当性の検証や秘密鍵共有方式を更新し検討した．