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「1000兆分の1の精度」で加速度センサーの誤差を識別する技術、KDDIが開発──その意外な使い道とは

小口貴宏 (TAKAHIRO KOGUCHI)
2016年10月12日, 午後03:00
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「加速度センサーの誤差を1000兆分の1以上の精度で識別する」──そんな技術の開発にKDDI総合研究所が世界で初めて成功しました。

何に使うの?と疑問に感じる読者もいるかもしれませんが、この誤差を特徴量とすることで、1000兆分の1以上の精度を持つ端末固有のIDを生成することが可能。IoT端末で認証や決済を安全に利用するためのツールとしての活用を目指します。

KDDI総合研究所が開発したのは、ウェアラブル端末などに搭載されている加速度センサーの個体差を利用して、複製が困難な端末固有のIDを生成する技術です。

IDを生成するために、端末に搭載した加速度センサーのGの最大値と最小値を利用します。異なる加速度センサーの特性情報が、偶然一致する確率は4億×10億×10億分の1という天文学的な値であるといい、これに加速度センサーの経年劣化などを考慮した誤り訂正や暗号化処理を施すことにより、1000兆分の1以上の精度を持つ固有IDを生成することに成功したといいます。

同技術を開発した背景について。KDDI総合研究所の福島和英氏(写真=上)は「ウェアラブル端末やIoTデバイスを認証や決済に活用する例が増えているため」と説明します。ウェアラブル端末で安全に認証や決済をするには、端末の正確な識別が必要だといいます。スマートフォンの場合では、FeliCaチップやSIMカードを使った識別が可能ですが、ウェアラブル端末の場合には、サイズやコストの制約からこれを搭載できない点がこれまでの課題だったといいます。

今回開発した新技術では、加速度センサーを持つデバイスにソフトウェアをインストールするだけで、端末固有のIDを生成可能。「サイズが10KBほどの軽量なライブラリを使って、端末IDを約50ミリ秒で生成できる」(福島氏)ため、処理能力に制約の大きいIoT端末でも利用できる点。さらに加速度センサーさえあれば追加ハードウェアが不要で導入できる点を売りにします。

新技術の詳細は下記の通りです。(抜粋)

  1. 高い一意性と頑健性を実現した端末固有のIDを生成。加速度センサーを、1000兆分の1以上の精度の端末識別IDを生成可能。また、同一の端末でID生成を10,000回繰り返し、同一の端末識別IDが生成されること、高温(90℃)、低温(-18℃)、低気圧(高度2,000m)の環境下においても同一の端末識別IDが生成されることを確認。
  2. ソフトウエアのみで高速・軽量に実現。約10キロバイトのライブラリにより、端末識別IDを約50ミリ秒で生成。高速・軽量な処理のみで端末識別IDを生成でき、処理能力の制約が大きいIoT端末でも利用可能。
  3. )必要に応じてメモリ上で端末識別IDを生成し、鍵として利用。ストレージに鍵を残さない仕組みを実現。メモリ保護技術(注5)によりメモリ上のデータを保護することで高い安全性を確保。

活用例としては、自宅や自動車の鍵、PCログインのためのトークン、入館カードなどをウェアラブル端末に集約するユースケースなどを想定します。例えば来客向けの入館カードをウェアラブル端末を使って電子化します。有効期限をソフトウェアで管理すれば、入館カードの貸出や返却などの手続が不要になるというわけです。

現時点で提携などの話は出ていないものの、2〜3年後の商用化を目標に、技術の汎用性を高めているとのこと。「なるべく広く使える形で商用化したい」と福島氏は説明しました。


▲腕につけたウェアラブル端末を振るだけで、車のエンジンを始動させるデモ

▲ロボットで再現したゲート。同技術を使えばウェアラブル端末で鍵を開けられる

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