プログラマブルデバイスを用いた暗号化・復号化実験シスラムの開発

研究目的:本研究では、情報の伝達において個人情報の漏洩などにより重大な社会的問題が発生することや経済的にも多大な損失を被るため、漏洩しても意味がわからないように変換する暗号化、受け手側では意味のない伝達情報から元の意味ある情報に変換する復号化技術を習得できる実験システムの開発を目的とした。研究方法:1. 換字、転字および共通鍵暗号アルゴリズムの暗号および復号アルゴリズムをHDL(Hardware Description Language)でプログラミングし、シミュレーションにより論理検証やアルゴリズム動作検証を行い、正確に暗号および復号化が実行されていることを確認する。2. 共通鍵暗号方式の複雑なアルゴリズムを用いた回路をFPGAに実装し、平文(暗号化されていない文)が暗号文に変換あるいはその逆操作が正確に実行されているか、実際のハードウェアを使って動作確認する。この際に、元のデータ、暗号および復号化されたデータを目視できるようにし、データの流れを把握できるように表示機能を備える。3. 暗号化用送信ボードと復号化用受信ボードを用意し、その間を無線通信によってデータ転送できるシステムを構築し、暗号・復号実験を行い、有線伝送のときと同じ結果を得ることを確認する。研究成果:暗号アルゴリズムとして、基本的な換字、転字方式から共通鍵暗号方式のDES(Data Encryption Standard)やAES(Advanced Encryption Standard)などをHDLによって記述するとともにシミュレーションツールを用いて論理的な動作を確認した。また、FPGAにこのアルゴリズムを実装し、PCとFPGAボード間を有線および無線通信によって通信することにより、データの入出力をPC上で目視を可能とし動作の確認を行った。この暗号化・復号化技術の実験システムを有効に活用するため、システム構成やアルゴリズムおよびプログラミング手法を習得できるように手順書を作成するとともに、簡単なデモンストレーションプログラムを作成し、解説をすることで容易に理解できるように工夫した。さらに詳細な暗号アルゴリズムの習得、システム動作、プログラミング手法を習得したい人のためのマニュアルを作成するなど、利用しやすい実験環境を構築することができた。

研究目的:本研究では、情報の伝達において個人情報の漏洩などにより重大な社会的問題が発生することや経済的にも多大な損失を被るため、漏洩しても意味がわからないように変換する暗号化、受け手側では意味のない伝達情報から元の意味ある情報に変換する復号化技術を習得できる実験システムの開発を目的とした。研究方法:1. 換字、転字および共通鍵暗号アルゴリズムの暗号および復号アルゴリズムをHDL(Hardware Description Language)でプログラミングし、シミュレーションにより論理検証やアルゴリズム動作検証を行い、正確に暗号および復号化が実行されていることを確認する。2. 共通鍵暗号方式の複雑なアルゴリズムを用いた回路をFPGAに実装し、平文(暗号化されていない文)が暗号文に変換あるいはその逆操作が正確に実行されているか、実際のハードウェアを使って動作確認する。この際に、元のデータ、暗号および復号化されたデータを目視できるようにし、データの流れを把握できるように表示機能を備える。3. 暗号化用送信ボードと復号化用受信ボードを用意し、その間を無線通信によってデータ転送できるシステムを構築し、暗号・復号実験を行い、有線伝送のときと同じ結果を得ることを確認する。研究成果:暗号アルゴリズムとして、基本的な換字、転字方式から共通鍵暗号方式のDES(Data Encryption Standard)やAES(Advanced Encryption Standard)などをHDLによって記述するとともにシミュレーションツールを用いて論理的な動作を確認した。また、FPGAにこのアルゴリズムを実装し、PCとFPGAボード間を有線および無線通信によって通信することにより、データの入出力をPC上で目視を可能とし動作の確認を行った。この暗号化・復号化技術の実験システムを有効に活用するため、システム構成やアルゴリズムおよびプログラミング手法を習得できるように手順書を作成するとともに、簡単なデモンストレーションプログラムを作成し、解説をすることで容易に理解できるように工夫した。さらに詳細な暗号アルゴリズムの習得、システム動作、プログラミング手法を習得したい人のためのマニュアルを作成するなど、利用しやすい実験環境を構築することができた。