Discovery Sagaサイレントキーワード俯瞰

暗号・認証等 / 確率論 / 感性情報学 / 情報通信工学 / 応用数学 / 電子透かし / 画像伝送 / 画像暗号化 / ストリーム暗号 / i.i.d.2値系列 / 楕円関数 / スペクトル拡散 / カオス力学系

音楽・映画といった著作物は、近年情報のディジタル化にともない、購入者による違法複製が極めて容易となった。しかも、爆発的に普及したインターネットとピアツーピアのアルゴリズム、その高い匿名性により違法な取引を助長し,制作者に深刻な被害をもたらしている。ディジタルコンテンツの著作権を守る情報セキュリティ技術の確立が急務である。コンテンツ自体に著作情報を埋め込む電子透かしが注目されているが、その中でも流通経路上での機密保全と著作権保護の両方を保証するものが望まれている。本研究では,スペクトル拡散技術のセキュリティ機能に着目した電子透かしを構成する。スペクトル拡散に利用するi.i.d.2値系列は,カオス力学系に基づき発生させる.本研究で提案する方式では、流通経路上での機密保全を意識して、無線通信時にコンテンツの信号と透かし情報を多重化して送信する.本研究では以下の成果が得られた.i.i.d.2値系列を得るための十分条件を与え、それが可換な有理関数写像であるヤコビ楕円関数写像を含む広いクラスの1次元写像で生成される実数値系列の独立性判定にも適用可能であることを明らかにした.また,楕円暗号がWeierstrass型楕円関数とその微分間の代数的関係式である平面曲線で規定されることに鑑み,ヤコビ楕円関数とその微分,2階微分間を規定する(x,y,z)-空間曲線とその上の力学系及び各軸の1次元射影写像を定義した.さらに,複素力学系であるLattes写像により得られる複素系列をリーマン球面に射影して得られる角度成分上の写像を定義した.その結果,これらの射影写像は上記の十分条件を満たすので,実数値軌道の2進展開はi.i.d.系列となることが明らかとなった.最後に,Weierstrass型写像から生成される3次元i.i.d.2値ベクトルにより,高精細なカラー画像用ストリーム暗号システムが実現できることを示した.

CDMA通信 / スペクトル拡散 / 擬似乱数生成 / チップ波形 / マルコフ連鎖 / 波形整形フィルタ / FIRフィルタ / ウェルチの下界 / 情報通信工学 / 無線通信方式 / 移動体通信 / 暗号・認証等 / 確率論 / 非同期DS / CDMAシステム / スペクトル拡散符号 / 独立同分布 / 同期捕捉 / ニューラルネットワーク / マルチユーザ受信器 / カオス力学系 / DS / スペクトラム拡散通信 / カオス系列 / i.i.d.2値系列 / スペクトラム拡散符号

従来,DS-CDMA通信では,シフトレジスタ回路によって生成されるGold系列やKasami系列がスペクトル拡散符号として広く用いられている.研究代表者らは,信号の到着遅延時間がユーザごとに異なる非同期CDMA通信の場合,1チップ以下の遅れは不可避であるとの立場から,チップ非同期CDMA通信の性能評価を行った.本年度は,ユーザ間干渉の総和値であるTSC(total square correlation)のチップ非同期版を定義し,その下界を与えた.チップ非同期版TSCは,スペクトル拡散符号に加えて送信パルスの形状に依存するので,従来別々に設計されていた拡散符号とパルス波形は,同時最適化されるべきである.パルス波形に関しては,単一ユーザによるBPSK通信用のレイズドコサイン波形がCDMAでもそのまま利用されている.レイズドコサイン波形は,シンボル間干渉ゼロを補償するナイキスト条件を満足するが,チップ非同期CDMA通信では,シンボル間干渉よりもユーザ間干渉により信号の劣化が起こるので,研究代表者らはナイキスト条件を緩和することを提案した.波形と拡散符号の同時設計を行い,帯域外エネルギーがレイズドコサイン波形に等しくなるように調整したガウス波形とカオス力学系に基づくマルコフ符号の組み合わせが,従来のレイズドコサイン波形とシフトレジスタ系列の組み合わせよりも,ユーザ間干渉を下げることを示した.ビット誤り率に関しては,接続しているユーザ数が少ない場合は,ユーザ間干渉の減少よりも,ナイキスト条件を満たさないことによる信号の劣化度の方が強いので,ガウス波形とマルコフ符号の組み合わせの性能は悪いが,ユーザ数が多い通常のCDMAの運用環境では,この組み合わせの方が従来の符号と波形よりも優れていることを,理論的に示すとともにシミュレーション実験により確認した.

【研究分担者】
大濱靖匡	徳島大学	工学部	教授	(Kakenデータベース)
實松豊	九州大学	大学院システム情報科学研究院	助教授	(Kakenデータベース)

【研究分担者】
大濱靖匡	徳島大学	工学部	教授	(Kakenデータベース)
實松豊	九州大学	大学院システム情報科学研究院	助教授	(Kakenデータベース)