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日立製作所/ID情報を秘匿したまま認証が可能なパッシブ型RFIDタグチップの試作に成功

ID情報を秘匿したまま認証が可能なパッシブ型RFIDタグチップの試作に成功

  国立大学法人電気通信大学(学長:福田 喬/以下、電気通信大学)、株式会社日立製作所(執行役社長兼COO:東原 敏昭/以下、日立)、株式会社サイバー創研(代表取締役社長:木下 研作/以下、サイバー創研)は、ID情報を秘匿したまま認証を行うことで、プライバシーの侵害リスクを低減するUHF*1帯パッシブ型RFIDタグチップ*2の試作に成功しました。従来のID秘匿認証(OMHSO)プロトコルは、タグチップ内で複雑な処理を実行するため、小型化および消費電力を抑えることが困難でした。今回試作したRFIDタグチップは、アナログ信号とデジタル信号の処理回路を1つの回路に集積することで、回路規模が約10 kGE*3、消費電力は約140 µW*4の小型化および省エネを実現しました。
  なお、本研究開発は、情報通信研究機構(理事長:坂内 正夫/以下、NICT)の委託研究「軽量暗号プロトコルの省リソースデバイスに対する実装効率向上の研究開発」により実施したものです。電気通信大学がRFIDタグ全体の設計、日立がRFIDタグに適した暗号技術の選定と実装、サイバー創研がRFIDタグの電力評価を担当しました。

  近年、RFIDタグやセンサで収集された人や物の状態に関する情報(フィジカル情報)と、クラウドコンピュータ上に蓄積されるさまざまな情報(サイバー情報)を組み合わせて快適なサービスを提供するサイバーフィジカルシステムが注目されています。例えばスマートシティの分野では、RFIDタグを活用して人の位置や物の状態を把握し、日常生活に必要な電力量を調整するなど、利用者が所有するIDカードと組み合わせることで、効率的なサービスの提供が可能になります。一方、RFIDタグはカードリーダなどで容易に読み取ることができるため、そのID情報を追跡されると個人のプライバシーを侵害されるリスクがあります。
  このようなリスクを軽減するために、ID情報の付け替えを行う仮名化技術や秘匿化技術の研究開発が進められています。NICTと電気通信大学の﨑山一男教授、太田和夫教授らの研究グループでは、ハッシュチェーン*5を用いてRFIDタグが発信するID値*6を毎回異なる値にすることで、ID値の追跡を困難にするID秘匿認証(OMHSO)プロトコルを開発してきました。この方式は高い安全性を持つ認証方式ですが、RFIDタグチップ内で複雑な処理を実行するため、小型化および消費電力を抑える効率的な実装方法の確立が課題でした。
  この課題を解決するために、アナログ信号処理回路とデジタル信号処理回路を1つの回路に集積することで、ID情報を秘匿したまま認証を行うために必要なデジタル信号を処理する部分の回路規模の小型化と電力の効率化を図り、新電波法の特定小電力無線局に対応したUHF帯(920 MHz帯)での動作確認に成功しました。これにより、ID値が固定である従来のRFIDタグを用いたシステムと比べて、よりプライバシー性の高いシステムの実現が期待されます。今後、本技術を活用し、フィジカル情報の安全な収集技術を確立して安心できるサイバーフィジカルシステムの構築に貢献していきます。

[画像]試作に成功したRFIDタグチップ(電気通信大学 提供)

【用語】

*1
UHF:Ultra High Frequencyの略で、RFIDで使われている無線周波数の一つ。
*2
RFID:Radio Frequency Identificationの略。RFIDタグチップは、無線を利用して固体の識別に利用されるICチップで、パッシブ型RFIDタグは、電源を持たず、RFIDリーダからの電磁波を利用してRFIDタグチップの動作電力とする方式。
*3
GE:Gate Equivalentの略で、回路面積を表す単位の一つ。試作したRFIDタグチップでは、1 GEは約8.78µm2に相当。数値はID秘匿認証プロトコルを処理するデジタル回路部分(揮発性メモリを除く)の評価結果。
*4
電力を無線供給する環境で評価。ID秘匿認証プロトコルの演算処理(揮発性メモリから必要なデータを読み出す/書き込む処理を含む)の評価結果。
*5
ハッシュチェーン: データに対して暗号学的ハッシュ関数を繰り返し適用する方法。
*6
ID値:RFIDタグの認証に用いる情報。