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

基本信息

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

项目摘要

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，本研究旨在利用安装在其中的硬件的物理特性引起的信号失真来提高单个物联网设备的安全性。高精度的识别方法。即将开发的方法基于数学模型从高频电路和通信方法的基本信息中提取特征，而不是使用传统的软件对抗措施，具有廉价、能够高速运行和鲁棒性的特点。沟通环境的变化。第一年，我们致力于开发 ZigBee 终端的识别方法。我们提取了迄今为止我们一直在开发的代表频率偏移和IQ不平衡的特征，并通过识别配备来自不同供应商的两种ZigBee模块的终端来验证其有效性。该成果在电子信息与通信工程师学会会员大会上公布。此外，在不同厂商的两种终端混合在一起的情况下，系统成功识别了多达41个终端。此时，供应商识别已经100%成功。研究结果计划在电子、信息和通信工程师研究所的无线通信系统研究组上公布。然而，由于这些结果仅限于有限的实验场景，我们将在未来进行多个实验场景来验证有效性，改进开发的方法，并计划在 55 个或更多设备上进行识别实验。此外，我们还同时进行了Wi-Fi终端识别模拟器的开发研究和准备工作，计划从明年开始开发。