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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

使用超高速激光混沌的基于信息理论安全的密码密钥生成

基本信息

批准号：
17760051
负责人：
内田淳史
金额：
$ 2.18万
依托单位：
Takushoku University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
财政年份：
2005
资助国家：
日本
起止时间：
2005 至 2007
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-17760051/
关键词：
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

项目摘要

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。

This study では, intelligence theory セキュリティに base づく cipher key 発 way を proposal し, super-fast レーザカオスを with いてこれを engineering of に be loaded することを purpose とする. Masato に phase random number sign の elements technical として, common カオス signal により駆 dynamic された semiconductor レーザカオス period および phase masato の suppression を be 験 of に be now した. This be 験では, 3 つの DFB semiconductor レーザ (それぞれ Drive, Response1, Response2 と shout ぶ) を with いた. The external mirror を is produced by をてDriveに戻 light を and するとでカとでカスをスをスをスをさせた. Drive <s:1> mitigated oscillation frequency とRepsonse1, Response2 を mitigated oscillation frequency を different なる value に setting たた. The Drive からのカオスレーザを, light ビームスプリッタ (BS) をすることで Respoense1 と Response2 に injection させた. The でとと <s:1> low で correlation between Drive and Response, and the で <s:1> high <s:1> correlation between response 1 and response 2 を confirm <s:1> た. The にResponsel and Response2にそれぞれ external mirror を is added to させた by the をて戻 <s:1> light を pair. Response1 の external mirror の distance をピエゾステージによりナノメータ (nm) 単で variations change させ, Response1 の戻りの phase を light - the させることにより, 2 つの Response レーザカオス period waveform の phase masato の suppression を line った. その results, 戻りの light phase が consistent したときの 2 つのの between the Response time waveform は consistent しており, phase masato numerical を computing したところ 0.907 high といことが points かった. Party で, 戻りの light phase が consistent していないときの 2 つのの between the Response time waveform は consistent しておらず, phase masato numerical も low 0.076 といことが points かった. Above より, 戻りの phase を light - the させることで, Response1 - Response2 の phase masato を suppression may であることが be 験に confirm された. This feature <s:1> related random number code method へへ応 using における element technology とにて is very に important である.