(57)【要約】【課題】共通の物理現象を独立にセンシングした複数の装置が、ハミング距離において近似する類似データを生成することができない。【解決手段】本発明による類似データ生成装置は、複数の類似データ生成装置を用いて物理現象に基づいて類似データを生成する類似データ生成装置であって、物理現象の一部を抽出して抽出データを出力する抽出手段１１と、抽出手段１１が出力した抽出データを交番二進符号に符号化する符号化手段１２とを備えたことを特徴とする。【選択図】図１０
2010263577.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の類似データ生成装置を用いて物理現象に基づいて類似データを生成する類似データ生成装置であって、
物理現象の一部を抽出して抽出データを出力する抽出手段と、
前記抽出手段が出力した前記抽出データを交番二進符号に符号化する符号化手段とを
備えたことを特徴とする類似データ生成装置。
【請求項２】
抽出手段は、
物理現象を観測して計測したセンシングデータを出力するセンサと、
所定の条件に従って、前期センサを動作又は停止させるように制御する動作制御手段とを含む
請求項１記載の類似データ生成装置。
【請求項３】
抽出手段は、
物理現象を観測して計測したセンシングデータを出力するセンサと、
所定の条件に従って、前記センサからの前記センシングデータの出力を制限する出力制限手段とを含む
請求項１記載の類似データ生成装置。
【請求項４】
センサは、加速度センサ、角速度センサ、方位センサ、位置センサ、傾きセンサ、圧力センサ、磁気センサ、光センサ、音センサ、宇宙線センサ、雨量センサ、日照センサ、風速センサ、流量センサ、花粉センサ、温度センサ、又は湿度センサのうちの何れかである
請求項２又は請求項３記載の類似データ生成装置。
【請求項５】
複数の筐体を結合するための結合ガイドを備えた
請求項１から請求項４のうちのいずれか１項に記載の類似データ生成装置。
【請求項６】
複数の類似データ生成装置を用いて物理現象に基づいて類似データを生成する類似データ生成方法であって、
物理現象の一部を抽出して抽出データを出力する抽出ステップと、
前記抽出データを交番二進符号に符号化する符号化ステップとを
含むことを特徴とする類似データ生成方法。
【請求項７】
抽出ステップで、所定の条件に従って、物理現象を観測して計測したセンシングデータを出力するセンサを動作又は停止させるように制御する
請求項６記載の類似データ生成方法。
【請求項８】
抽出ステップで、所定の条件に従って、物理現象を観測して計測したセンシングデータを出力するセンサからの前記センシングデータの出力を制限する
請求項６記載の類似データ生成方法。
【請求項９】
コンピュータに、
物理現象の一部を抽出して抽出データを出力するために、所定の条件に従って、センサを動作又は停止させるように制御する動作制御処理と、
前記抽出データを交番二進符号に符号化する符号化処理とを
実行させるための類似データ生成プログラム。
【請求項１０】
コンピュータに、
物理現象の一部を抽出して抽出データを出力するために、所定の条件に従って、センサからの抽出データの出力を制限する出力制限処理と、
前記抽出データを交番二進符号に符号化する符号化処理とを
実行させるための類似データ生成プログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、類似データを生成する類似データ生成装置、類似データ生成方法及び類似データ生成プログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
類似データを鍵としてデータを暗号化・復号するシステムの一例が特許文献１に記載されている。ここで、類似データとは、似ている（共通点がある）が完全には一致しないデータのことである。この類似データは、複数のセンサが共通の物理現象を観測することで得られる。これらのセンサは、例えば、共通の物理現象を観測したとしても、センサの位置の違いやセンサの個体差、ノイズなどの影響により、完全に共通（同一）のデータを得るとは限らない。この完全に共通（同一）のデータではないが似ている（共通点がある）データが類似データであり、特許文献１に記載されたシステムでは、この類似データを暗号化・復号の鍵として利用する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】国際公開第２００９／０１４０６３号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１に記載されたシステムにおける類似データ生成部が生成する類似データは、鍵としては類似度が低い場合がある。
【０００５】
その理由は、類似度の尺度である距離は、センシングデータと、鍵とで異なるためである。具体的には、センシングデータにおける距離は、ユークリッド距離であるが、鍵における距離は、ハミング距離である。そのため、異なる類似データ生成部がそれぞれ生成するデータは、ユークリッド距離が近くとも、ハミング距離が遠くなってしまうような場合には、鍵としては類似度が高くないのである。
【０００６】
例えば、類似するセンシングデータを暗号化装置と復号装置とが得たとする。そして、それぞれの装置がこれを３ビットに量子化し、暗号化装置は、「０１１」を、復号装置は、「１００」を得たとする。これらの類似データ間における距離（相違値）は、ユークリッド距離では１であるが、ハミング距離では３である。つまり、センシングデータとしての類似度は高いが、鍵としての類似度は低い。そのため、これらのセンシングデータを鍵として用いると、類似度が低いため、データの復号に失敗する可能性が考えられる。
【０００７】
そこで、本発明は、共通の物理現象を独立にセンシングした複数の装置が、ハミング距離において近似する類似データを生成することができる類似データ生成装置、類似データ生成方法及び類似データ生成プログラムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明による類似データ生成装置は、複数の類似データ生成装置を用いて物理現象に基づいて類似データを生成する類似データ生成装置であって、物理現象の一部を抽出して抽出データを出力する抽出手段と、抽出手段が出力した抽出データを交番二進符号に符号化する符号化手段とを備えたことを特徴とする。
【０００９】
本発明による類似データ生成方法は、複数の類似データ生成装置を用いて物理現象に基づいて類似データを生成する類似データ生成方法であって、物理現象の一部を抽出して抽出データを出力する抽出ステップと、抽出データを交番二進符号に符号化する符号化ステップとを含むことを特徴とする。
【００１０】
本発明による類似データ生成プログラムは、コンピュータに、物理現象の一部を抽出して抽出データを出力するために、所定の条件に基づいてセンサの動作を制御する動作制御処理と、抽出データを交番二進符号に符号化する符号化処理とを実行させることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、共通の物理現象を独立にセンシングした複数の装置が、ハミング距離において近似する類似データを生成することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明による筐体（類似データ生成装置）の外観を示す斜視図である。
【図２】第１の実施形態における類似データ生成装置の構成例を示すブロック図である。
【図３】第１の実施形態における抽出部４の構成例を示すブロック図である。
【図４】図２に示す類似データ生成装置の動作の流れを示すアクティビティ図である。
【図５】第１の実施形態における加速度センサ６の状態遷移図である。
【図６】第１の実施形態における制御部７の状態遷移図である。
【図７】第２の実施形態における抽出部４´の構成例を示すブロック図である。
【図８】第２の実施形態における加速度センサ８の状態遷移図である。
【図９】第２の実施形態における開閉部９の状態遷移図である。
【図１０】類似データ生成装置の最小の構成例を示す機能ブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
＜第１の実施形態＞
（構成の説明）
以下、本発明による第１の実施形態について図１〜３を用いて説明する。本実施形態では、加速度から類似データを生成する類似データ生成装置について説明する。図１は、本発明による筐体（類似データ生成装置）の外観を示す斜視図である。例えば、ユーザが２つの類似データ生成装置を合体させて振ると、各装置から相互に類似したデータが出力される。そして、各類似データ生成装置が出力する類似データは、コンピュータ等の情報処理装置に入力し、暗号鍵として用いる用途に適用できる。
【００１４】
図１（ａ）に示すように、類似データ生成装置１は、結合ガイド２、３を備えている。そして、図１（ｂ）に示すように、ある装置（類似データ生成装置１ｂ）の結合ガイド２と、別の装置（類似データ生成装置１ａ）の結合ガイド３とを結合することで、２台の装置を一定の位置に結合することができる。こうすることで、２台の装置が常に一定の位置関係を維持することができ、２台の装置が観測する加速度の差を少なくすることができる。
【００１５】
図２は、第１の実施形態における類似データ生成装置の構成例を示すブロック図である。図２に示すように、類似データ生成装置は、抽出部４と交番二進符号化部５とを含む。類似データ生成装置は、ＲＯＭ等の記憶部に類似データ生成のための各種プログラムを記憶している。そして、類似データ生成装置は、記憶部に記憶するプログラムに従って、類似データを生成する処理を行う。
【００１６】
抽出部４は、具体的には、プログラムに従って動作する類似データ生成装置が搭載するセンサ及びＣＰＵによって実現される。抽出部４は、加速度の一部を抽出し、抽出した抽出データを出力する機能を備えている。なお、複数の類似データ生成装置（例えば、類似データ生成装置１ａ，１ｂ）は、それぞれ独立した装置であるため、常に共通（同一）の加速度を観測できるとは限らない。そこで、抽出部４は、例えば、複数の装置が結合されている場合に観測する加速度のみを抽出する。なお、本実施形態では、抽出部４によって抽出された加速度のセンシングデータを抽出データという。
【００１７】
交番二進符号化部５は、具体的には、プログラムに従って動作する類似データ生成装置が搭載するＣＰＵによって実現される。交番二進符号化部５は、抽出データを交番二進符号（グレイコード）に符号化し、類似データとして出力する機能を備えている。そのため、たとえ複数の装置が抽出データを隣接する符号語に符号化してしまったとしても、そのハミング距離を１に抑えることができる。
【００１８】
図３は、第１の実施形態における抽出部４の構成例を示すブロック図である。図３に示すように、抽出部４は、加速度センサ６と制御部７とを含む。
【００１９】
加速度センサ６は、加速度をセンシングし、加速度データ（抽出データ）を生成する機能を備えている。制御部７は、具体的には、プログラムに従って動作する類似データ生成装置が搭載するＣＰＵによって実現される。制御部７は、加速度センサ６の動作を制御する機能を備えている。制御部７は、装置が結合すると、加速度センサ６にセンシングを開始させ、装置が分離すると、停止させるよう制御する。なお、装置の結合を知る（検知する）方法として、どのような方法を用いてもよいが、例えば、複数の装置が結合すると信号が発生するようにし、その信号を検知する方法を用いてもよい。例えば、光センサを用いて装置の接触を検出して検出信号を出力するようにしてもよい。また、例えば、装置が結合すると端子間が導通状態となって信号を出力するようにしてもよい。
【００２０】
なお、本実施形態では、抽出部４において、加速度センサ６がセンシングして、抽出データを生成する例について説明するが、加速度センサに限らず、例えば、角速度センサや方位センサ、位置センサ、傾きセンサ、圧力センサ、磁気センサ、光センサ、音センサ、宇宙線センサ、雨量センサ、日照センサ、風速センサ、流量センサ、花粉センサ、温度センサ、湿度センサ等を用いてセンシングをし、抽出データを生成するようにしてもよい。
【００２１】
（動作の説明）
次に、図４〜６を用いて、加速度から類似データを生成する類似データ生成方法の一例について説明する。
【００２２】
図４は、図２に示す類似データ生成装置の動作の流れを示すアクティビティ図である。図４に示すように、本実施形態による類似データ生成方法は、センシングデータを抽出するステップＡ１と、抽出データを交番二進符号化するステップＡ２とを含む。
【００２３】
センシングデータを抽出するステップＡ１では、抽出部４は、物理現象をセンシングすることによって、加速度の一部を抽出する。ここで、複数の類似データ生成装置（例えば、類似データ生成装置１ａ，１ｂ）は、それぞれ独立であるため、常に共通（同一）の加速度を観測できるとは限らない。そこで、ステップＡ１では、抽出部４は、複数の装置が結合されている場合に観測する加速度のみを抽出する。このステップＡ１で抽出された加速度のセンシングデータが抽出データである。なお、加速度の一部を抽出するとは、上述したように、結合状態で観測（検出）された加速度のみを抽出することを意味する。
【００２４】
次いで、抽出データを交番二進符号化するステップＡ２では、交番二進符号化部５は、ステップＡ１において抽出した抽出データを交番二進符号に符号化する。そのため、たとえ複数の装置が抽出データを隣接する符号語に符号化してしまったとしても、そのハミング距離を１に抑えることができる。
【００２５】
例えば、類似データ生成装置１ａと類似データ生成装置１ｂとが、類似するセンシングデータを得たとする。そして、交番二進符号化を行わない場合、それぞれの装置がセンシングデータを３ビットに量子化し、類似データ生成装置１ａは、「０１１」を、類似データ生成装置１ｂは、「１００」を類似データとして得たとする。これらの類似データ間における距離（相違値）は、ユークリッド距離では１であるが、ハミング距離では３である。つまり、センシングデータとしての類似度は高いが、鍵としての類似度は低くなる。
【００２６】
これに対して、本実施形態では、それぞれの類似データ生成装置が備える交番二進符号化部５は、センシングデータ（抽出データ）を交番二進符号化し、交番二進符号化したデータを類似データとして出力する。そのため、類似データ生成装置１ａは、「０１０」を、類似データ生成装置１ｂは、「１１０」を類似データとして得ることとなる。従って、符号化されたデータ間のハミング距離が１となり、類似データ生成装置１ａ及び類似データ生成装置１ｂは、それぞれ類似度の高い鍵（類似データ）を得ることができる。
【００２７】
次に、加速度センサ６の動作について説明する。図５は、第１の実施形態における加速度センサ６の状態遷移図である。図５に示すように、加速度センサ６は、停止状態Ｓ１と動作状態Ｓ２との２つの状態をとり、動作状態Ｓ２の場合のみ、加速度をセンシングする。また、加速度センサ６の状態は、制御部７から出力される開始イベントＥ１があれば停止状態Ｓ１から動作状態Ｓ２へ遷移し、制御部７から出力される停止イベントＥ２があれば動作状態Ｓ２から停止状態Ｓ１へ遷移する。
【００２８】
次に、制御部７の動作を説明する。図６は、第１の実施形態における制御部７の状態遷移図である。図６に示すように、制御部７は、未結合状態Ｓ３と、結合状態Ｓ４との２つの状態をとる。そして、制御部７は、結合イベントＥ３があれば、未結合状態Ｓ３から結合状態Ｓ４へ遷移すると同時に、開始メッセージＭ１を発（生成）する。また、制御部７は、分離イベントＥ４があれば、結合状態Ｓ４から未結合状態Ｓ３へ遷移すると同時に、停止メッセージＭ２を発（生成）する。なお、開始メッセージＭ１と停止メッセージＭ２とは、それぞれ加速度センサ６における開始イベントＥ１と停止イベントＥ２となる。
【００２９】
すなわち、ユーザが、類似データ生成装置１ａと類似データ生成装置１ｂとを結合させると（結合イベントＥ３）、制御部７は、状態を未結合状態Ｓ３から結合状態Ｓ４に遷移すると同時に、開始メッセージＭ１を発（生成）する（開始イベントＥ１）。そして、開始メッセージＭ１が発（生成）されると、加速度センサ６は、状態を停止状態Ｓ１から動作状態Ｓ２に遷移し、センシングを開始する。
【００３０】
また、ユーザが、類似データ生成装置１ａと類似データ生成装置１ｂとを分離させると（分離イベントＥ４）、制御部７は、状態を結合状態Ｓ４から未結合状態Ｓ３に遷移すると同時に、停止メッセージＭ２を発（生成）する（停止イベントＥ２）。そして、停止メッセージＭ２が発（生成）されると、加速度センサ６は、状態を動作状態Ｓ２から停止状態Ｓ１に遷移し、センシングを停止する。
【００３１】
以上のように、本実施形態では、類似データ生成装置が備える交番二進符号化部５は、センシングデータ（抽出データ）を交番二進符号化し、交番二進符号化したデータを類似データとして出力する。従って、類似データがハミング距離においても近似することとなり、複数の類似データ生成装置は、それぞれ類似度の高い鍵（類似データ）を得ることができる。
【００３２】
＜第２の実施形態＞
次に、本発明の第２の実施形態について説明する。第２の実施形態と第１の実施形態との相違点は、抽出部の構成及び動作である。第１の実施形態における抽出部４が、センサの動作を制御することで加速度の一部を抽出するものであったのに対し、本実施形態における抽出部４´は、センシングデータの一部のみを通過させることで加速度の一部を抽出する。以下、第１の実施形態との相違点である、本実施形態における抽出部４´の構成及び動作のみを説明する。
【００３３】
（構成の説明）
抽出部４´の構成について説明する。図７は、第２の実施形態における抽出部４´の構成例を示すブロック図である。図７に示すように、抽出部４´は、加速度センサ８と開閉部９とを含む。
【００３４】
加速度センサ８は、加速度をセンシングし、加速度データ（抽出データ）を生成する機能を備えている。なお、本実施形態では、抽出部４´において、加速度センサがセンシングして、抽出データを生成する例について説明するが、加速度センサに限らず、例えば、角速度センサや方位センサ、位置センサ、傾きセンサ、圧力センサ、磁気センサ、光センサ、音センサ、宇宙線センサ、雨量センサ、日照センサ、風速センサ、流量センサ、花粉センサ、温度センサ、湿度センサ等を用いてセンシングをし、抽出データを生成するようにしてもよい。
【００３５】
開閉部９は、加速度データ８が出力するセンシングデータを制限する機能を備えている。開閉部９は、装置（例えば、類似データ生成装置１ａ，１ｂ）が結合すると、加速度センサ８がセンシングしたセンシングデータを通過させ、装置が分離すると、通過させないように制御する。なお、装置の結合や分離を知る（判断）する方法として、どのような方法を用いてもよいが、例えば、センサのセンシングデータから所定のパターンを検出することによって判断する方法を用いてもよい。
【００３６】
（動作の説明）
次に、本実施形態における加速度センサ８の動作について説明する。図８は、第２の実施形態における加速度センサ８の状態遷移図である。図８に示すように、加速度センサ８は、常に加速度をセンシングする。
【００３７】
次に、本実施形態における開閉部９の動作について説明する。図９は、第２の実施形態における開閉部９の状態遷移図である。図９に示すように、開閉部９は、閉状態Ｓ６と開状態Ｓ７との２つの状態をとり、開状態Ｓ７の場合のみ入力データ（加速度センサ８がセンシングしたセンシングデータ）を通過させる。また、開閉部９の状態は、結合イベントＥ５があれば、閉状態Ｓ６から開状態Ｓ７へ遷移し、分離イベントＥ６があれば、開状態Ｓ７から閉状態Ｓ６へ遷移する。
【００３８】
すなわち、本実施形態では、加速度センサ８は、常に加速度をセンシングし、加速度データを生成する。この状態では、生成された加速度データは、まだ出力されていない。そして、ユーザが類似データ生成装置１ａと類似データ生成装置１ｂとを結合すると（結合イベントＥ５）、開閉部９は、状態を閉状態Ｓ６から開状態Ｓ７に遷移し、加速度センサ８が生成した加速度データを抽出データとして、抽出部４´から出力する。その後、交番二進符号化部５は、抽出部４´が出力した抽出データを交番二進符号に符号化し、類似データとして出力する。
【００３９】
また、ユーザが類似データ生成装置１ａと類似データ生成装置１ｂとを分離すると（分離イベントＥ６）、開閉部９は、状態を開状態Ｓ７から閉状態Ｓ６に遷移し、抽出データの出力を停止する。
【００４０】
以上のように、本実施形態では、加速度センサ８は、常に加速度をセンシングし、加速度データを生成する。そして、開閉部９は、状態が開状態Ｓ７（装置が結合されたことによって、結合イベントＥ５が発生した状態）である場合のみ、加速度データを抽出データとして抽出部４´から出力する。
【００４１】
従って、本実施形態では、複数の類似データ生成装置は、加速度センサを開始及び停止する制御を行うことなく、それぞれ類似度の高い鍵（類似データ）を得ることができる。
【００４２】
次に、本発明による類似データ生成装置の最小構成について説明する。図１０は、類似データ生成装置の最小の構成例を示す機能ブロック図である。図１０に示すように、類似データ生成装置は、最小の構成要素として、抽出手段１１と、符号化手段１２とを含む。
【００４３】
図１０に示す最小構成の類似データ生成装置では、抽出手段１１は、他の類似データ生成装置と共通の物理現象の一部を抽出して抽出データを出力する。そして、符号化手段１２は、抽出手段１１が出力した抽出データを交番二進符号に符号化する。
【００４４】
従って、図１０に示す最小構成の類似データ生成装置によれば、他の装置が生成するデータとハミング距離においても近似することとなり、複数の類似データ生成装置は、それぞれ類似データを得ることができる。
【００４５】
なお、本実施形態では、以下の（１）〜（５）に示すような類似データ生成装置の特徴的構成が示されている。
【００４６】
（１）類似データ生成装置は、複数の類似データ生成装置（例えば、類似データ生成装置１ａ，１ｂ）を用いて物理現象に基づいて類似データを生成する類似データ生成装置であって、物理現象の一部を抽出して抽出データを出力する抽出手段（例えば、抽出部４によって実現される）と、抽出手段が出力した抽出データを交番二進符号に符号化する符号化手段（例えば、交番二進符号化部５によって実現される）とを特徴とする。
【００４７】
（２）類似データ生成装置において、抽出手段は、物理現象を観測して計測したセンシングデータを出力するセンサ（例えば、加速度センサ６によって実現される）と、所定の条件に従って、前期センサを動作又は停止させるように制御する動作制御手段（例えば、制御部７によって実現される）とを含むように構成されていてもよい。
【００４８】
（３）類似データ生成装置において、抽出手段は、物理現象を観測して計測したセンシングデータを出力するセンサ（例えば、加速度センサ８によって実現される）と、所定の条件に従って、センサからのセンシングデータの出力を制限する出力制限手段（例えば、開閉部９によって実現される）とを含むように構成されていてもよい。
【００４９】
（４）類似データ生成装置において、センサは、加速度センサ、角速度センサ、方位センサ、位置センサ、傾きセンサ、圧力センサ、磁気センサ、光センサ、音センサ、宇宙線センサ、雨量センサ、日照センサ、風速センサ、流量センサ、花粉センサ、温度センサ、又は湿度センサのうちの何れかであるように構成されていてもよい。
【００５０】
（５）類似データ生成装置は、複数の筐体を結合するための結合ガイドを備えたことを特徴とする。
【産業上の利用可能性】
【００５１】
本発明は、類似データを鍵として利用する暗号通信システムなどに適用可能である。
【符号の説明】
【００５２】
１ａ，１ｂ  類似データ生成装置
２，３  結合ガイド
４，４´  抽出部
５  交番二進符号化部
６，８  加速度センサ
７  制御部
９  開閉部
１１  抽出手段
１２  符号化手段
【図２】
2010263577.tif 000003
【図３】
2010263577.tif 000004
【図４】
2010263577.tif 000005
【図５】
2010263577.tif 000006
【図６】
2010263577.tif 000007
【図７】
2010263577.tif 000008
【図８】
2010263577.tif 000009
【図９】
2010263577.tif 000010
【図１０】
2010263577.tif 000011
【図１】
2010263577.tif 000012