宇宙放射線耐性と低コストを両立、暗号回路の動作を数学的に保証：IoTセキュリティ

情報通信研究機構は、宇宙通信の安全性を支える暗号回路において、設計と検証を統合する新しい理論基盤を確立したと発表した。放射線対策で複雑化した回路の動作を世界で初めて数学的に保証した。

[MONOist]

　情報通信研究機構（NICT）は2026年3月23日、宇宙通信の安全性を支える暗号回路において、設計と検証を統合する新しい理論基盤を確立したと発表した。放射線対策で複雑化した回路の動作を世界で初めて数学的に保証した。

宇宙通信の安全性を支える研究開発［クリックで拡大］ 出所：情報通信研究機構

　宇宙機向けのデバイスは、誤動作防止のために放射線耐性を向上しつつ、消費電力やコストを抑えるために部品を削減するという要求も満たす必要がある。しかし、回路構造を工夫するほど網羅的な動作検証は困難になり、高いセキュリティ強度に求められる2²⁵⁶通り（約10⁷⁷通り）の全入力を個別に検証することは不可能だった。

暗号回路の入力数と全入力数の関係。入力数が増えると全入力数が指数関数的に増加する［クリックで拡大］ 出所：情報通信研究機構

　新理論では設計上の工夫自体を検証に活用できるように、全入力に対する動作の正しさを数学的性質とする「形式検証」によって、膨大な組み合わせに対する正しさを理論的に導き出した。

　同理論を適用した結果、国際標準の構成と比較して回路規模を約70％に抑えながら、全入力である2²⁵⁶通りの動作保証が可能になった。検証に要した時間は、一般的な単一CPUコアの計算機で約17時間だった。これにより、省電力かつ低コストの機器でも、乗っ取りや誤動作のリスクを排した信頼性の高い通信環境を構築できる。

　なお、今回の成果は、NASA（アメリカ航空宇宙局）が主催する国際会議「NASA Formal Methods 2025」で優秀賞を受賞した。民間主導の宇宙開発「NewSpace」における機器の信頼性向上とコスト削減に直結する技術として期待される。

　NICTは今後、同理論基盤を宇宙通信サービスの安定運用に適用し、宇宙分野だけでなく極めて高い安全性と信頼性が求められる他分野への応用も進める。

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