非可逆圧縮過程における暗号学的性質を利用したデジタル署名技術の開発
在不可逆压缩过程中利用密码特性开发数字签名技术
基本信息
- 批准号:15760288
- 负责人:
- 金额:$ 2.3万
- 依托单位:
- 依托单位国家:日本
- 项目类别:Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
- 财政年份:2003
- 资助国家:日本
- 起止时间:2003 至 2005
- 项目状态:已结题
- 来源:
- 关键词:
项目摘要
本年度は,不可逆圧縮過程をともなうデータ圧縮技術のセンサーネットワークへの適用を検討し,その情報理論的及び暗号学的な分析を行った.特に,冗長性を全く有しない2値系列の情報源を精密に分析し,不可逆データ圧縮によって非自明なシステムの最適化が実行できる事実を発見した.ここで,同一の対象物を複数のセンサーが観測する「最高経営責任者(CEO)問題」を一般的枠組みとして採用し,システム全体が不可逆データ庄縮によって享受する情報利得を解析的に計算した.まず,観測ノイズと通信コストが一定という現実的制約によって,システムに非自明な利得構造がもたらされることを証明した.直感的には,センサー数の増加は(1)観測ノイズの相殺による情報利得の増加をもたらすが,同時に(2)高い圧縮率に起因する情報利得の低下を誘発するはずである.ところが.(1)と(2)のどちらの効果が優勢になるかは容易に判断できない.本研究では,この未解明の問題に対して情報理論的解答を与えた.つまり,観測ノイズが小さい領域では,少数のセンサーによる適度な分散化が情報利得を最大化し,逆に観測ノイズが大きい領域では,多数のセンサーによる圧倒的分散化が情報利得を最大にすることが数学的に示された.この結果は,不可逆データ圧縮が理想的な圧縮限界を達成する場合だけでなく,符号化のアルゴリズムが容易に構成できるような単純な圧縮形式に対しても同様に成立する.そして,最新の不可逆データ圧縮技術として注目を浴びている低密度生成行列(LDGM)符号がこの枠組みで有効に機能することも証明された.将来的には,同システムの暗号学的な分析と共に,各種の信号処理技術との融合も視野に入れた学際的研究の方向性が有望である.
今年,我们研究了不可逆压缩过程的数据压缩技术在传感器网络中的应用,并对其进行了信息论和密码学分析。特别是,我们通过精确的方式关注没有冗余的二进制序列信息源。通过分析,我们发现可以通过不可逆的数据压缩来执行非平凡的系统优化。在这里,我们以通用的方式解决了“CEO问题”,即多个传感器观察同一对象。我们采用这种方法,分析计算了整个系统通过不可逆数据压缩所享有的信息增益。首先,我们证明了观测噪声和通信成本恒定的实际约束给了系统一个不平凡的增益结构。传感器数量的增加应该(1)由于消除观测噪声而增加信息增益,但同时(2)由于高压缩比而导致信息增益下降。(确定哪种效应(1)或(2)占主导地位并不容易。在这项研究中,我们为这个未解决的问题提供了信息论的答案。换句话说,在观测噪声较小的区域,数学上表明少量传感器的适度分散可以最大化信息增益,相反,在观测噪声较大的区域,大量传感器的压倒性分散可以最大化信息增益。这个结果理想的压缩是有损数据压缩。不仅对于达到极限,而且对于可以轻松构建编码算法的简单压缩格式也是如此。而作为最新的不可逆数据压缩技术而受到关注的低密度生成,也已被证明:矩阵(LDGM)码在这个框架中有效地发挥作用。未来,我们将针对系统的密码分析及其与各种信号处理技术的融合进行跨学科研究,这个方向是有前途的。
项目成果
期刊论文数量(4)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
Near Rate-Distortion Bound Performance of Sparse Matrix Codes
稀疏矩阵码的接近率失真界限的性能
- DOI:
- 发表时间:2004
- 期刊:
- 影响因子:0
- 作者:村山立人;Tatsuto Murayama;Tatsuto Murayama
- 通讯作者:Tatsuto Murayama
Statistical Mechanics of Multi Terminal Data Compression : Theory and Practice
多终端数据压缩的统计机制:理论与实践
- DOI:
- 发表时间:2004
- 期刊:
- 影响因子:0
- 作者:村山立人;Tatsuto Murayama;Tatsuto Murayama;Tatsuto Murayama
- 通讯作者:Tatsuto Murayama
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村山 立人其他文献
センシングと符号化の相乗効果が示す利得構造について
关于传感和编码协同效应所表现出的增益结构
- DOI:
- 发表时间:
2007 - 期刊:
- 影响因子:0
- 作者:
J.Y.Cai;O.Watanabe;村山 立人 - 通讯作者:
村山 立人
Econophysics and Sociophysics : Trends and Perspectives (Chapter18) (B. K. Chakrabarti, A. Chakrabarti and A.Chatterjee (Eds.))
经济物理学和社会物理学:趋势和展望(第 18 章)(B. K. Chakrabarti、A. Chakrabarti 和 A.Chatterjee(编辑))
- DOI:
- 发表时间:
2006 - 期刊:
- 影响因子:0
- 作者:
J.Y.Cai;O.Watanabe;村山 立人;J.Inoue - 通讯作者:
J.Inoue
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Spin Glass Systems as a Lossy Compression
作为有损压缩的旋转玻璃系统
- 批准号:
21K12046 - 财政年份:2021
- 资助金额:
$ 2.3万 - 项目类别:
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)