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| 講演名 | 2025-09-18 10:00 ［ポスター講演］無線物理層秘密鍵共有における帯少数ビット量子化の検討 ○小山純平・四之宮賢伸・笹岡秀一・岩井誠人・衣斐信介（同志社大）  AP2025-86 MW2025-68 |
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| 抄録 | （和） | 近年，情報セキュリティ技術の一つとしてフェージング伝搬路の可逆性と場所依存性を利用した無線物理層秘密鍵共有が注目されている．その一つに，対向通信する正規局で取得したチャネル係数の標本値を量子化・符号化することで量子化符号語を生成し，標本数分の符号語から秘密鍵候補を生成した後，鍵不一致訂正等で秘密鍵を取得する方式がある．この方式では，効率的な鍵生成を目的としたSNRに対する量子化ビット数の適応制御が用いられているが，従来の検討は整数ビット量子化に限られていた．つまり，量子化手法において標本値の分割数は，2のべき乗の値が用いられていた．このような量子化では，鍵生成効率の指標となる秘密鍵容量の変動幅が大きくなり，量子化ビット数切り替え時の秘密鍵容量が制限されるという課題がある．そこで本報告では，量子化分割数に2のべき乗以外の値を用いる帯少数ビット量子化の無線物理層秘密鍵共有への適用を検討する．帯少数は整数部分が非ゼロの小数である．帯少数ビット量子化は，整数ビット量子化と比べて分割数が減少し，整数ビット量子化と比較して量子化ステップ幅が拡大され量子化符号語の誤り率低減が期待できるとともに，量子化ビット切り替え時の秘密鍵容量の維持が期待できる．本報告では，シミュレーションにより帯少数ビット量子化を用いた無線物理層秘密鍵共有の性能評価を行なった．帯少数ビット量子化を用いた場合のビット数の適応制御により，秘密鍵容量の増加が可能であることを示した． |
| （英） | In recent years, wireless physical-layer secret key agreement, which leverages the reciprocity and location-specific characteristics of fading channels, has attracted considerable attention as an information security technique. One approach is to generate quantized codewords by quantizing and encoding the sample values of channel coefficients obtained at two legitimate and reciprocally communicating stations, then generate secret key candidates from multiple codewords, and finally extract the secret key through key disagreement correction. To improve the efficiency of key generation, adaptive control of the number of quantization bits according to the signal-to-noise ratio (SNR) has been studied. However, conventional studies have been limited to integer-bit quantization, where the number of quantization levels is restricted to powers of two. Such quantization causes large variations in secret key capacity at bit-length transitions, and thus the desired secret key capacity cannot always be achieved under varying SNR conditions. In this report, we investigate the application of the non-integer-bit quantization, which allows non-power-of-two partitioning, to physical-layer secret key agreement. Non-integer-bit quantization refers to using a fractional number of bits, which means a quantization lying between adjacent integer-bit quantization. Compared with integer-bit quantization, non-integer-bit quantization reduces the number of quantization levels and increases the step size, thereby lowering the error rate of quantized codewords. Simulation results demonstrate that adaptive bit control using non-integer-bit quantization can effectively increase the secret key capacity. | |
| キーワード | （和） | 無線物理層秘密鍵共有 / 帯少数ビット量子化 / 適応量子化 / / / / / |
| （英） | Wireless physical layer secret key agreement / Non-integer-bit quantization / Adaptive quantization / / / / / | |
| 文献情報 | 信学技報, vol. 125, no. 180, AP2025-86, pp. 70-71, 2025年9月. | |
| 資料番号 | AP2025-86 | |
| 発行日 | 2025-09-10 (AP), 2025-09-11 (MW) | |
| 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 | AP2025-86 MW2025-68 |
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| 研究会情報 | |
| 研究会 | MW AP |
| 開催期間 | 2025-09-16 - 2025-09-19 |
| 開催地（和） | 東京農工大学 小金井キャンパス |
| 開催地（英） | Koganei Campus, Tokyo University of Agriculture and Technology |
| テーマ（和） | 学生特集, ミリ波/マイクロ波, 電波伝搬, ⼀般 |
| テーマ（英） | Student Session, Microwave, Millimeter wave, Radio propagation, Antennas and Propagation |
| 講演論文情報の詳細 | |
| 申込み研究会 | AP |
| 会議コード | 2025-09-MW-AP |
| 本文の言語 | 日本語 |
| タイトル（和） | 無線物理層秘密鍵共有における帯少数ビット量子化の検討 |
| サブタイトル（和） | |
| タイトル（英） | Study on Non-Integer-Bit Quantization for Wireless Physical Layer Secret Key Agreement |
| サブタイトル（英） | |
| キーワード(1)（和/英） | 無線物理層秘密鍵共有 / Wireless physical layer secret key agreement |
| キーワード(2)（和/英） | 帯少数ビット量子化 / Non-integer-bit quantization |
| キーワード(3)（和/英） | 適応量子化 / Adaptive quantization |
| キーワード(4)（和/英） | / |
| 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） | 小山 純平 / Jumpei Koyama / コヤマ ジュンペイ |
| 第1著者 所属（和/英） | 同志社大学 (略称： 同志社大) Doshisha University (略称： Doshisha Univ.) |
| 第2著者 氏名（和/英/ヨミ） | 四之宮 賢伸 / Kenshin Shinomiya / シノミヤ ケンシン |
| 第2著者 所属（和/英） | 同志社大学 (略称： 同志社大) Doshisha University (略称： Doshisha Univ.) |
| 第3著者 氏名（和/英/ヨミ） | 笹岡 秀一 / Hideichi Sasaoka / ササオカ ヒデイチ |
| 第3著者 所属（和/英） | 同志社大学 (略称： 同志社大) Doshisha University (略称： Doshisha Univ.) |
| 第4著者 氏名（和/英/ヨミ） | 岩井 誠人 / Hisato Iwai / イワイ ヒサト |
| 第4著者 所属（和/英） | 同志社大学 (略称： 同志社大) Doshisha University (略称： Doshisha Univ.) |
| 第5著者 氏名（和/英/ヨミ） | 衣斐 信介 / Shinsuke Ibi / イビ シンスケ |
| 第5著者 所属（和/英） | 同志社大学 (略称： 同志社大) Doshisha University (略称： Doshisha Univ.) |
| 講演者 | 第1著者 |
| 発表日時 | 2025-09-18 10:00:00 |
| 発表時間 | 120分 |
| 申込先研究会 | AP |
| 資料番号 | AP2025-86, MW2025-68 |
| 巻番号（vol） | vol.125 |
| 号番号（no） | no.180(AP), no.181(MW) |
| ページ範囲 | pp.70-71(AP), pp.5-6(MW) |
| ページ数 | 2 |
| 発行日 | 2025-09-10 (AP), 2025-09-11 (MW) |
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