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| 講演抄録／キーワード | ||
| 講演名 | 2023-07-25 10:00 MAVLink通信における認証付き暗号を用いた通信方式の実装と評価 ○桒田龍門・石原信也・小寺雄太・野上保之（岡山大）  ISEC2023-39 SITE2023-33 BioX2023-42 HWS2023-39 ICSS2023-36 EMM2023-39 |
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| 抄録 | （和） | MAVLink は，ドローンと地上局間で用いられる軽量な通信プロトコルであり，ドローンの状態や地上局から送信される制御コマンドの送信などに用いられる．MAVLink はメッセージの改竄を検知する機能を有しているのみで，十分なセキュリティ機能が搭載されていないため，データの盗聴や不正な利用，追跡などに対する脆弱性がある．本研究では，認証付き暗号を用いてペイロードの暗号化とメッセージの認証を行うセキュリティ通信方式を提案した．提案手法を評価するために，いくつかの AEAD アルゴリズム (AES-GCM，ASCON，ChaCha20-Poly1305) と先行研究の手法 (ChaCha20 + SHA256，AES-CTR + SHA256，AES-CBC + SHA256) とを MAVLink 通信で実装し，処理時間と消費リソースの観点から評価を行った. 実験結果は，処理時間では ChaCha20-Poly1305 が，消費リソスでは ASCONが最も性能が高く効率的であるという結果が得られた. しかし，消費リソースについては ASCONが 45.43%， ChaCha20-Poly1305が 52.82% とどちらもメモリに余裕があり，処理時間に関しては ASCONが 3.07ms，ChaCha20-Poly1305 が 1.79ms と， ChaCha20-Poly1305 が ASCONの約 0.6 倍程の時間で処理を行えていることから，ChaCha20-Poly1305 を MAVLink に組み込むことで，通信の応答性やパフォーマンスに影響を与えることなく，リソースの消費を抑えながらメッセージの機密性と完全性を確保することができるという結論が得られた. |
| （英） | MAVLink is a lightweight communication protocol used between drones and ground stations to transmit drone status and control commands sent from ground stations. MAVLink only has a function to detect message tampering and is not equipped with sufficient security functions, making it vulnerable to data eavesdropping, unauthorized use, and tracking. In this study, we proposed a secure communication scheme that uses authenticated cryptography to encrypt the payload and authenticate the message. In order to evaluate the proposed method, several AEAD algorithms (AES-GCM, ASCON, ChaCha20-Poly1305) and The methods from previous studies (ChaCha20 + SHA256, AES-CTR + SHA256, AES-CBC + SHA256) were implemented in MAVLink communication and evaluated in terms of processing time and resource consumption. The results were evaluated in terms of processing time and resource consumption. The experimental results show that ChaCha20-Poly1305 is the most efficient in terms of processing time, and ASCON is the most efficient in terms of resource consumption. However, both ASCON and ChaCha20-Poly1305 have enough memory for 45.43% and 52.82% of the resource consumption, respectively, while ASCON and ChaCha20-Poly1305 are the most efficient in terms of processing time. As for processing time, ASCON and ChaCha20-Poly1305 were 3.07ms and 1.79ms, respectively, and ChaCha20-Poly1305 takes about 0.6 times longer than ASCON. Therefore, the integration of ChaCha20-Poly1305 into MAVLink can be achieved without affecting the responsiveness and performance of the communication, while reducing the resource consumption. The conclusion is that incorporating ChaCha20-Poly1305 into MAVLink can ensure message confidentiality and integrity while reducing resource consumption, without affecting communication responsiveness or performance. |
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| キーワード | （和） | MAVLink / セキュリティ / 認証付き暗号 / 軽量暗号 / / / / |
| （英） | MAVLink / Security / Authenticated Encryption with Associated Data / Lightweight cryptography / / / / | |
| 文献情報 | 信学技報, vol. 123, no. 132, HWS2023-39, pp. 165-170, 2023年7月. | |
| 資料番号 | HWS2023-39 | |
| 発行日 | 2023-07-17 (ISEC, SITE, BioX, HWS, ICSS, EMM) | |
| ISSN | Online edition: ISSN 2432-6380 | |
| 著作権に ついて |
技術研究報告に掲載された論文の著作権は電子情報通信学会に帰属します．(許諾番号：10GA0019/12GB0052/13GB0056/17GB0034/18GB0034) | |
| PDFダウンロード | ISEC2023-39 SITE2023-33 BioX2023-42 HWS2023-39 ICSS2023-36 EMM2023-39 |
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| 研究会情報 | |
| 研究会 | EMM BioX ISEC SITE ICSS HWS IPSJ-CSEC IPSJ-SPT |
| 開催期間 | 2023-07-24 - 2023-07-25 |
| 開催地（和） | 北海道自治労会館 |
| 開催地（英） | Hokkaido Jichiro Kaikan |
| テーマ（和） | セキュリティ、一般 （セキュリティサマーサミット2023） |
| テーマ（英） | |
| 講演論文情報の詳細 | |
| 申込み研究会 | HWS |
| 会議コード | 2023-07-EMM-BioX-ISEC-SITE-ICSS-HWS-CSEC-SPT |
| 本文の言語 | 日本語 |
| タイトル（和） | MAVLink通信における認証付き暗号を用いた通信方式の実装と評価 |
| サブタイトル（和） | |
| タイトル（英） | An Implementation and Evaluation of Communication Schemes Using Authenticated Cryptography for MAVLink Communication |
| サブタイトル（英） | |
| キーワード(1)（和/英） | MAVLink / MAVLink |
| キーワード(2)（和/英） | セキュリティ / Security |
| キーワード(3)（和/英） | 認証付き暗号 / Authenticated Encryption with Associated Data |
| キーワード(4)（和/英） | 軽量暗号 / Lightweight cryptography |
| キーワード(5)（和/英） | / |
| キーワード(6)（和/英） | / |
| キーワード(7)（和/英） | / |
| キーワード(8)（和/英） | / |
| 第1著者 氏名（和/英/ヨミ） | 桒田 龍門 / Ryuto Kuwada / クワダ リュウト |
| 第1著者 所属（和/英） | 岡山大学 (略称： 岡山大) Okayama University (略称： Okayama Univ.) |
| 第2著者 氏名（和/英/ヨミ） | 石原 信也 / Nobuya Ishihara / イシハラ ノブヤ |
| 第2著者 所属（和/英） | 岡山大学 (略称： 岡山大) Okayama University (略称： Okayama Univ.) |
| 第3著者 氏名（和/英/ヨミ） | 小寺 雄太 / Yuta Kodera / コデラ ユウタ |
| 第3著者 所属（和/英） | 岡山大学 (略称： 岡山大) Okayama University (略称： Okayama Univ.) |
| 第4著者 氏名（和/英/ヨミ） | 野上 保之 / Yasuyuki Nogami / ノガミ ヤスユキ |
| 第4著者 所属（和/英） | 岡山大学 (略称： 岡山大) Okayama University (略称： Okayama Univ.) |
| 第5著者 氏名（和/英/ヨミ） | / / |
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| 講演者 | 第1著者 |
| 発表日時 | 2023-07-25 10:00:00 |
| 発表時間 | 20分 |
| 申込先研究会 | HWS |
| 資料番号 | ISEC2023-39, SITE2023-33, BioX2023-42, HWS2023-39, ICSS2023-36, EMM2023-39 |
| 巻番号（vol） | vol.123 |
| 号番号（no） | no.129(ISEC), no.130(SITE), no.131(BioX), no.132(HWS), no.133(ICSS), no.134(EMM) |
| ページ範囲 | pp.165-170 |
| ページ数 | 6 |
| 発行日 | 2023-07-17 (ISEC, SITE, BioX, HWS, ICSS, EMM) |
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