IoTセキュリティ強化のための無線機固有の物理情報を利用した端末識別

利用无线设备特有的物理信息进行终端识别，加强物联网安全

• 批准号: 22H01487
• 负责人: 上原 秀幸
• 金额: $ 4.58万
• 依托单位: Toyohashi University of Technology
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• 财政年份: 2022
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2022-04-01 至 2026-03-31
• 项目状态: 未结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-22H01487/
• 关键词: IoT; セキュリティ; 高周波回路; 非線形歪み; 端末識別; ZigBee; 非線形ひずみ

本研究は、超スマート社会のセキュリティ強化を図るため、IoT (Internet of Things) 機器に搭載されているハードウェアの物理的特性に起因して生じる信号のひずみを利用して、個々の IoT 機器を高精度に識別する手法を開発するものである。開発する手法は、従来のソフトウェア的対策ではなく、高周波回路と通信方式の本質的な情報から数理モデルに基づき特徴量を抽出するものであり、原理的に改変が困難で安全性が高い、低コストで高速動作が可能、通信環境の変化に頑強という特徴をもつ。初年度は、ZigBee端末に対する識別手法の開発を進めた。我々がこれまでに開発を進めてきた周波数オフセットとIQインバランスを表す特徴量を抽出し、異なるベンダーの２種類のZigBeeモジュールを搭載した端末に対して識別を行い、その有効性を確認した。この成果は電子情報通信学会の総合大会で発表した。さらに、異なるベンダーの２種類の端末が混在した状況で、最大41台の識別に成功した。このとき、ベンダーの識別には100%成功した。この成果は電子情報通信学会の無線通信システム研究会で発表予定である。ただし、これらの成果は実験シナリオが限定的であるため、今後、実験シナリオを複数実施して有効性の検証を進めるとともに、開発した手法の改善を図り、目標とする55台以上での識別実験を行う予定である。また、Wi-Fi端末識別のための調査やシミュレータ開発の準備も同時に進めることができたため，次年度からこれらの開発にも着手する予定である。

为了加强超级智能社会的安全性，这项研究将通过利用由安装在物联网（IoT）设备中的硬件的物理特性引起的信号造成的信号来开发一种方法，以高度准确地识别单个IoT设备。开发方法不是常规的软件对策，而是根据有关高频电路和通信方法的基本信息的数学模型提取数量的提取数量。原则上很难修改，高度安全，低成本，高速操作，并且对通信环境的变化很鲁棒。在第一年，我们为Zigbee设备开发了一种识别方法。我们提取了代表到目前为止已经开发的频率偏移和智商不平衡的功能，并确定了配备了来自不同供应商的两种Zigbee模块的设备，并确认了它们的有效性。结果在电子，信息和传播工程师研究所大会上介绍。此外，在混合不同供应商的两种不同类型的设备的情况下，我们能够识别多达41个设备。目前，供应商100％成功。这些结果将在电子，信息和通信工程师研究所的无线电通信系统研究小组中介绍。但是，这些结果在实验场景中受到限制，因此我们计划实施多种实验场景，以验证其有效性，提高方法论并使用目标的55个或更多单位进行识别实验。此外，我们能够进行研究，以确定Wi-Fi设备和模拟器开发的准备，因此我们计划在下一个财政年度开始开发这些设备。