エスパアンテナを用いた秘密鍵生成共有方式の雑音耐性と盗聴耐性を高める指向性選択

摘要

あらまし　無線通信における情報土的安全性に基づく鍵共有方式として，エスパアンテナを用いた秘密鍵共有方式が提案されている．このシステムでは，アンテナの指向性を切り換え，電波の送受信を行うことで人為的に受信信号強度（RSSI）の履歴を変動させる際に，これまでアンテナの指向性はランダムに切り換えていた．アンテナの指向性は人為的な変動を与える重要なファクタであるにもかかわらず，これまでに詳細な評価・検証された報告はない．本論文では，秘匿条件付相互情報量Imacを定義し，これを高める指向性の組合せの特徴について定量的に分析し，それに基づく低相関の指向性セットのみを使用する方法を提案する．更に雑音耐性と盗聴耐性がトレードオフの関係にあることに着眼し，それに基づく適応的に指向性を選択する方法を捷案する．等価ウェイトベクトルに室内レイトレースを組み合わせたシミュレーションを行った結果，ランダムに指向性セットを選んだ場合の平均と比較して以下を確率した・（1）低相関の指向性セットのみを利用することでImac＝0.5となる送信電力を5．7dB低減できる．（2）指向性セット適応選択法により7.1dB低減できる．