电力线通信.ppt

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1、電電力線通信力線通信西竜三(財)九州情報技術研究所第研究室1平成8年月3日第回IT-office検討会内容内容宅内高速電力線通信情報機器/AV系制御系通信有線LAN無線LAN上差異研究紹介:高信頼性有効率的暗号鍵配送方式2通信通信娯楽娯楽住宅住宅設備設備情報情報機器機器普及普及住宅設備住宅設備家電品家電品接続接続伝送伝送 LAN（低速）電力線 無線（IEEE802.11等）新 高速電力線通信 家電家電3新新電気防犯装置電力供給停止供給停止風呂沸水道水出 止従来従来 銀行口座等個人情報漏洩新新、遠離場所 身元隠行実行 可能人間安全生命危険使用電力量TV視聴傾向等新個人情報漏可能性（参照：COMP

2、UTER&NETWORK LAN MAY.2004)4対策対策番兵階層個別GWGW構成暗号処理各省力化可GW破被害最大階層鍵破、他階 層被害拡大 各大 CPU鍵管理工夫要GWGW（参照：COMPUTER&NETWORK LAN MAY.2004)別対策別対策電力線PLC分電盤PLC分電盤電力線通信無線、個別対応出来暗号処理番兵行例：家庭階層毎異暗号鍵使例：会社個別暗号処理行5宅内高速電力線通信宅内高速電力線通信FTTH等電力線PLCLANPC分電盤分電盤電力線主特徴、電力線幹線各家庭 分岐点位置分電盤 、高速電力線通信用 高周波成分減衰量小不要輻射伝送路途中 等介困難（被覆剥接続）簡単電源屋内

3、外 至6情報機器情報機器/AV系系 上課題上課題 FTTH等電力線PLCPC分電盤分電盤電力線電力線介漏洩LAN漏洩電波介漏洩 確保困難 電力線介情報漏洩 分電盤、高周波成分 減衰量小 漏洩電波介情報漏洩 電力被膜、信号伝送 考慮為、効果期待出来、信号電 波漏洩7情報情報機器機器/AV系系 想定想定 求対策求対策想定想定 常時接続従来有線系大。常時接続従来有線系大。屋外電源使不正屋外電源使不正 集合住宅内集合住宅内外部対上、脆弱家庭、外部対上、脆弱家庭、家庭電力線通、家庭電力線通、上不特定多数上不特定多数 上記受可能性上記受可能性 脆弱脆弱家庭踏台、攻撃対象家庭近辺家庭踏台、攻撃対象家庭近辺

4、家庭内電気製品制御、電力線上大量雑音発生形家庭内電気製品制御、電力線上大量雑音発生形 、DoS攻撃可能性攻撃可能性求対策求対策認証認証 ：家庭内外人機器区別家庭内外人機器区別制御制御：屋外箇所等制御屋外箇所等制御 8制御系制御系 上課題上課題 電力線PLC分電盤分電盤電力線電力線介漏洩漏洩電波介漏洩 防犯設備関連等、防犯設備関連等、人命日常生活関機器人命日常生活関機器 多。多。機器数非常多。機器数非常多。機器搭載機器搭載CPU等情報処等情報処 理能力情報機器理能力情報機器 比小。比小。耐用年数長機器多。耐用年数長機器多。自宅外制御、監視目自宅外制御、監視目的的機器、常外部機器、常外部出来状態。

5、出来状態。9制御系制御系 想定想定 求対策求対策想定想定 介、介、電気等機能停止、悪用電気等機能停止、悪用可能性可能性搭載情報処理能力小、脆弱、制御系搭載情報処理能力小、脆弱、制御系介、全体確保出来可能性介、全体確保出来可能性求対策求対策 認証：認証：能力能力小小機器機器、他、他機器別途機器別途追加追加機機 器等器等（認証）（認証）機能機能確保必要確保必要 耐用年数長機器、何耐用年数長機器、何（認証）能力（認証）能力更新技術更新技術求。求。制御制御 ：機器多様性応制御機器多様性応制御 （例：子供住設機器制限）（例：子供住設機器制限）10通信通信FTTH等電力線PLCPC分電盤分電盤LANPLC

6、分電盤上課題上課題 鍵管理複雑鍵管理複雑各家庭毎通信各家庭毎通信通信通信家庭通信家庭通信想定想定 内上脆弱内上脆弱 家庭鍵管理起因、家庭鍵管理起因、全体脅可能性全体脅可能性求対策求対策 制御：制御：集合集合住宅住宅管理室等管理室等 各家庭各家庭電力電力線線 通信通信集中管理集中管理11電力線通信他伝送電力線通信他伝送上差異上差異(参照Y.Lin他A Comparative Performance Study of Wireless and Power Line Networks EEE Comm.Magazine April 2003)電力線通信無線電力線通信無線LAN比較、距離依存性異、伝送

7、比較、距離依存性異、伝送路不安定類似。、平均的伝送電力線通信方広。路不安定類似。、平均的伝送電力線通信方広。12電力線通信他伝送電力線通信他伝送上差異上差異有線有線LAN無線無線LANBluetooth高速電力線通信高速電力線通信伝送伝送対策対策主要搭載機器主要搭載機器番兵番兵個別個別個別個別個別個別 約約100m約約10m平均的無線平均的無線LAN広広等等802.11iPINLink Key機器機器据置据置据置機器据置機器据置機器据置機器標準化中標準化中13上主課題上主課題従来有線系確保出来、従来有線系確保出来、等確保等確保 電力線通信困難電力線通信困難無線無線LANLAN広広DoSDoS盗

8、聴、成済等攻撃者留意盗聴、成済等攻撃者留意 必要必要 実際運用、無線実際運用、無線LANLAN等併用可能性高、相互等併用可能性高、相互 接続性接続性留意必要留意必要 14提案方式背景提案方式背景(1/21/2）様情報通信様情報通信 登場登場 衛星放送、配信、衛星放送、配信、流通車両管理、等流通車両管理、等従来点間通信従来点間通信課題課題無線通信普及無線通信普及 高速電力線通信登場高速電力線通信登場課題：課題：通信品質通信品質 再送要求送信者再送要求送信者 負荷非常大負荷非常大 暗号鍵情報受信失敗暗号鍵情報受信失敗、後受信信号、後受信信号 復号不可能復号不可能通信通信 低下低下 通信品質低下通信

9、品質低下15提案方式背景提案方式背景(2 2/2/2）対象対象：構成内通信構成内通信 暗号鍵、全員共有暗号鍵、全員共有 鍵使場合、鍵使場合、参加離脱時鍵更新参加離脱時鍵更新着目着目：従来方式、規模増大共従来方式、規模増大共 鍵配送情報量鍵配送情報量増増 目的目的：劣悪伝送路高耐性有、劣悪伝送路高耐性有、鍵配送情報量規模鍵配送情報量規模 依存鍵配送方式依存鍵配送方式16従来方式従来方式:鍵配送鍵配送 GKMP:GroupKeyManagementProtocolGKMP:GroupKeyManagementProtocol（文献（文献 ）鍵新鍵鍵新鍵配布配布O(N)O(N)LKHLKH：Logi

10、calKeyHierarchyLogicalKeyHierarchy（文献（文献22）O(N)O(N)O(O(log(log(N N)KdKeKfM1M2M3M4KbKaKcKg鍵17従来方式従来方式:鍵配送鍵配送従来方式従来方式:鍵配送信頼性鍵配送信頼性 FECFEC:ForwForwa ardrdErrorCorrectionErrorCorrection（文献（文献 ）送信側元冗長符号付加、送信側元冗長符号付加、伝送途中符号誤発生対、受信側伝送途中符号誤発生対、受信側訂正処理。訂正処理。方式方式 符号化利得符号化利得BCHBCH符号符号 2.1dB2.1dB畳込畳込 5.1dB5.1dB

11、18提案方式提案方式:特徴特徴更新鍵、暗号化更新鍵、暗号化 鍵更新情報対応直交巡回鍵更新情報対応直交巡回M M系列系列拡散直接拡散方式配送。拡散直接拡散方式配送。暗号化暗号化鍵更新情報鍵更新情報 1bit1bit直交巡回直交巡回M M系列系列1 1周期周期 暗号化暗号化鍵更新情報鍵更新情報 出力出力直交巡回直交巡回M M系列系列 分割分割加加算算 bitbit量量子子化化M系列系列量固有量固有19提案方式提案方式:効果効果規模（数）鍵配送情報量(bit)1512715 128 127GKMP128 127以前提案方式12720鍵配送信頼性関考察鍵配送信頼性関考察提案方式：信頼性関考察提案方式：信頼性関考察従来方式従来方式FEC信頼性改善効果（符号化利得）信頼性改善効果（符号化利得）約約 5dB 符号化率符号化率 0.5、畳込符号化、畳込符号化提案方式提案方式逆拡散逆拡散”効果信頼性改善効果効果信頼性改善効果約約 21 dB 直交符号長直交符号長128一定伝送路誤率得一定伝送路誤率得S/N比改善量比改善量21側鍵情報抽出処理実装上軽量化側鍵情報抽出処理実装上軽量化提案方式、提案方式、所要伝送量低減一方、所要伝送量低減一方、鍵情報抽鍵情報抽 出処理部側新実装必要、軽量出処理部側新実装必要、軽量 化求化求今後課題今後課題22