第 7 章 結言
7.2 今後の展望
謝辞
本研究を進めるに当たり,お忙しい中ご指導していただいた本学の中村嘉隆准教授,稲村浩 教授に深く感謝申し上げます.また,本論文の審査を担当していただいた,白勢政明准教授,
稲村浩教授に厚くお礼を申し上げます.ゼミや研究室での活発な議論で様々な視点から多くの アドバイスを下さった中村・稲村研究室の皆様に重ねて感謝申し上げます.
発表・採録実績
発表
[I] Shunya Koyama, Yoshitaka Nakamura, and Hiroshi Inamura, "A method of lightweight secure communication considering reliability in IPv6 wireless sensor network," Proceedings of the International Workshop on Informatics (IWIN2018), pp.103-107, September 2018. 「査読付き」
[II] Shunya Koyama, Yoshitaka Nakamura, and Hiroshi Inamura, "Lightweight secure communication Considering network path reliability in IPv6 wireless sensor network," International Journal of Informatics Society (IJIS), June 2019. (to appear)
参考文献
[1] D.Evans (Cisco Internet Business Solutions Group), “The Internet of Things - How the Next Evolution of the Internet Is Changing Everything,” <https://www.cisco.com/c/dam/
en_us/about/ac79/docs/innov/IoT_IBSG_0411FINAL.pdf >
[2] 総務省,“平成28年版 情報通信白書,” <http://www.soumu.go.jp/johotsusintokei/whitepa per/ja/h28/pdf/28honpen.pdf>
[3] C. Bormann, M. Ersue, and A. Keranen, “Terminology for Constrained-Node Network s,” Internet Engineering Task Force RFC7228, (2014).
[4] D.Airehrour, J.Gutierrez, and S.K.Ray, “Secure Routing for Internet of Things: A surve y, ” Journal of Network and Computer Applications, Vol.66, pp.404-412, (2016).
[5] ZigBee Alliance., “Zigbee specification. Technical Report Document 053474r20,” Zigbee Alliance, (2014).
[6] IEEE Std 802.15.4-2017, “IEEE Standard for Low-Rate Wireless Networks,” IEEE Stan dard, (2017).
[7] N. Kushalnagar, G. Montenegro, and C. Schumacher, “IPv6 over Low-Power Wireless P ersonal Area Networks (6LoWPANs),” Internet Engineering Task Force RFC4919, (200 7).
[8] T. Winter, P. Thubert, A. Brandt, J. Hui, R. Kelsey, P. Levis, K. Pister, R. Struik, J.
P. Vasseur, and R. Alexander, “RPL: IPv6 Routing Protocol for Low-Power and Lossy Networks,” Internet Engineering Task Force RFC6550, (2012).
[9] Information technology Promotion Agency, “ブロック暗号を使った秘匿,メッセージ認
証,及び認証暗号を目的とした利用モードの技術調査報告, ” <https://www.ipa.go.jp/sec urity/enc/CRYPTREC/fy15/documents/mode_wg040607.pdf >
[10] National Institute of Standards and Technology, “FIPS PUB 140-2 Security Requirement s for Cryptographic Modules,” (2002).
[11] National Institute of Standards and Technology, “Recommendation for Block Cipher Mo des of Operation,” <https://nvlpubs.nist.gov/nistpubs/legacy/sp/nistspecialpublication800-38a -add.pdf >
[12] C.K.Wong, M.G.Gouda and S.S.Lam, “Secure Group Communications Using Key Graph s,” ACM SIGCOMM Conference on Applications, pp.68-79, (1998).
[13] N.R.Potlapally, S.Ravi, A.Raghunathan, N.K.Jha, “Analyzing the Energy Consumption of Security Protocols,” The International Symposium on Low Power Electronics and Desi gn, Seoul, Korea, pp.30–35, (2003).
[14] A.Perrig, R.Szewczyk, J.D.Tygar, V.Web, and D.E.Culler, “SPINS: security protocols for sensor networks,” Wireless Networks Journal, Vol.8, pp.521-534, (2002).
[15] 坂井昭仁, 楫勇一, 伊藤実, “センサネットワークにおける放送型通信に適したデータ
認証方式”, 電子情報通信学会技術研究報告, ISEC2014-25, Vol.114, pp.155-162, (201 4).
[16] A.Shamir, “How to share a secret,” Communications of the ACM, Vol.22, No.11, pp.61 2-613, (1979).
[17] S.Zhu, S.Setia, S.Jajodia, “LEAP: Efficient Security Mechanisms for Large-Scale Distrib uted Sensor Networks,” ACM Conf.CCS, pp.62-72, (2003).
[18] Q.Zhang and K.L.Calvert, “A Peer-Based Recovery Scheme for Group Rekeying in Sec ure Multicast,” International Journal of Network Security, Vol.6, No.1, pp.15-25, (2008)
[19] 土江康太, 楫勇一, “センサネットワークにおけるLKHグループ鍵配送について 再送
処理を考慮した通信コストの最適化,” 暗号と情報セキュリティシンポジウム, (2013).
[20] D.S.J. De Couto, D. Aguayo, J. Bicket, and R. Morris, “A High-Throughput Path Metri c for Multi-Hop Wireless Routing,” Proceedings of ACM MobiCom, pp.134-146, (200 3).
[21] “Cooja Simulator,” <http://anrg.usc.edu/contiki/index.php/Cooja_Simulator>.
[22] Zolertia, “Zolertia Z1 Datasheet,” <http://zolertia.sourceforge.net/wiki/images/e/e8/Z1_Rev C_Datasheet.pdf>
[23] Douglas E.Comer, 神林靖, “コンピュータネットワークとインターネット 第 6 版,” 翔
泳社, pp.519-530, (2015).
図目次
図 1 世界におけるIoT機器 接続台数の推計 ... 1
図 2 無線センサネットワークの例 ... 5
図 3 セキュア通信の基本動作 ... 7
図 4 LLNsにおけるセキュア通信時のフレーム構造パターン ... 9
図 5 LKHにおける鍵木の例 ... 10
図 6 ハッシュチェインによるメッセージ認証の例 ... 12
図 7 秘密分散法を用いたセキュア通信の例 ... 13
図 8 SNEP 基本動作の流れ ... 14
図 9 圧縮Nonce長が1の場合における提案手法の基本動作 ... 18
図 10 k7とk9間における再送処理の例:ネットワーク構造 ... 21
図 11 k7とk9間における再送処理の例:LKH鍵木 ... 22
図 12 暗号データサイズ削減によるセキュア通信の軽量化における実験環境 ... 24
図 13 シミュレーションによるフレーム損失率と圧縮Nonce長の組み合わせごとの ライフタ イム比 ... 25
図 14 グループ鍵更新処理の効率化実験におけるネットワーク構造 ... 27
図 15 グループ鍵更新処理の効率化実験におけるLKH鍵木 ... 27
図 16 シミュレーションによる,新規メンバ参加時におけるフレーム損失率ごとの グループ 鍵更新完了時間 ... 29
図 17 シミュレーションによる,新規メンバ参加時におけるフレーム損失率ごとのN1の 鍵更 新メッセージ数 ... 29
図 18 シミュレーションによる,新規メンバ参加時におけるフレーム損失率ごとのN2の 鍵更 新メッセージ数 ... 30
図 19 シミュレーションによる,メンバ離脱時におけるフレーム損失率ごとの グループ鍵更 新完了時間 ... 31
図 20 シミュレーションによる,メンバ離脱時におけるフレーム損失率ごとのN1の 鍵更新メ ッセージ数 ... 32
図 21 シミュレーションによる,メンバ離脱時におけるフレーム損失率ごとのN2の 鍵更新メ ッセージ数 ... 33