著者
佐藤 寧洋 河合 勇輝 阿多 信吾 岡 育生
出版者
The Institute of Electronics, Information and Communication Engineers
雑誌
電子情報通信学会論文誌 B (ISSN:13444697)
巻号頁・発行日
vol.J100-B, no.12, pp.1043-1057, 2017-12-01

Software-Defined Networking (SDN)では,データプレーンとコントロールプレーンを分離し,ネットワーク全体を集中制御することで,柔軟なネットワーク構成を可能にしている.しかし,ネットワーク規模が大きくなるにつれてネットワーク内の機器数が増加するため,集中制御によるネットワーク管理ではスケーラビリティに乏しいという問題がある.そのためSDNコントローラを分散化させる手法が提案されているが,分散コントローラ同士のネットワーク情報の一貫性を考慮する必要がある.本論文では,データベースを用いた一元管理によるSDNの動的構成手法を提案する.ネットワークに関する全ての情報をデータベースで一元管理し,データベースの情報をもとに独立して動作する機能コンポーネントによってネットワーク制御情報を非同期的に生成・更新することを目的とする.非同期処理やトランザクション処理に優れたデータベースシステムを利用することで,ネットワーク設定の一貫性を容易に維持することが可能となる.そのために,基本となるデータベースのデータ構造を設計・構築し,具体的な処理を行う機能コンポーネントを実装する.最後に,OpenFlowネットワークにおけるベンチマーク評価により本提案手法の基本性能を示す.
著者
Sven WOHLGEMUTH Kazuo TAKARAGI
出版者
The Institute of Electronics, Information and Communication Engineers
雑誌
IEICE TRANSACTIONS on Fundamentals of Electronics, Communications and Computer Sciences (ISSN:09168508)
巻号頁・発行日
vol.E101-A, no.1, pp.149-156, 2018-01-01

Threats to a society and its social infrastructure are inevitable and endanger human life and welfare. Resilience is a core concept to cope with such threats in strengthening risk management. A resilient system adapts to an incident in a timely manner before it would result in a failure. This paper discusses the secondary use of personal data as a key element in such conditions and the relevant process mining in order to reduce IT risk on safety. It realizes completeness for such a proof on data breach in an acceptable manner to mitigate the usability problem of soundness for resilience. Acceptable soundness is still required and realized in our scheme for a fundamental privacy-enhancing trust infrastructure. Our proposal achieves an IT baseline protection and properly treats personal data on security as Ground Truth for deriving acceptable statements on data breach. An important role plays reliable broadcast by means of the block chain. This approaches a personal IT risk management with privacy-enhancing cryptographic mechanisms and Open Data without trust as belief in a single-point-of-failure. Instead it strengthens communities of trust.
著者
松本 亮介 栗林 健太郎 岡部 寿男
出版者
The Institute of Electronics, Information and Communication Engineers
雑誌
電子情報通信学会論文誌 B (ISSN:13444697)
巻号頁・発行日
vol.J101-B, no.1, pp.16-30, 2018-01-01

Webサービスのハードウェアコストや運用管理コストを低減するために採用される高集積マルチテナントアーキテクチャは,複数のユーザを同居させる特性上,ユーザ単位でセキュリティを担保するために,適切な権限分離を行う必要がある.そして,ホストに配置されるWebコンテンツを事業者が管理できないことを前提に,コンテンツに依存することなく基盤技術でセキュリティと性能を両立させるアーキテクチャが必要である.これまでに,実用上十分なセキュリティを担保しつつハードウェアの性能とリソース効率を最大化するための手法が数多く提案されてきた.また,マルチテナントアーキテクチャでは,ホスト間で権限分離だけでなく適切なリソース分離が行われる必要がある.リソース分離が不十分な場合,収容するホスト数が増えるにつれ,管理者により高負荷の原因となっているホストを特定し対処する作業の必要が生じ,運用管理コストが逆に増大してしまう.そのような運用上の問題の生じないリソース分離が可能なマルチテナントアーキテクチャの必要性も高まっている.更に,高集積マルチテナントアーキテクチャ採用時に,セキュリティを担保し,リソース分離を適切に行いながら,付随して生じる運用・保守に関するコストを低減させるためには,いかに運用技術を改善していくかが重要である.本論文では,Webサーバの高集積マルチテナントアーキテクチャにおいて,Webコンテンツをサービス事業者が管理できないことを前提に,高い性能とリソース効率を維持しつつハードウェアや運用管理コストを低減させるためのアーキテクチャについて,これまでの研究を概観するとともに,著者らによる最新の研究成果について紹介する.
著者
宇都 雅輝 植野 真臣
出版者
The Institute of Electronics, Information and Communication Engineers
雑誌
電子情報通信学会論文誌 D (ISSN:18804535)
巻号頁・発行日
vol.J101-D, no.1, pp.211-224, 2018-01-01

近年,MOOCsに代表される大規模eラーニングの普及に伴い,ピアアセスメントを学習者の能力測定に用いるニーズが高まっている.一方で,ピアアセスメントによる能力測定の課題として,その測定精度が評価者の特性に強く依存する問題が指摘されてきた.この問題を解決する手法の一つとして,評価者特性パラメータを付与した項目反応モデルが近年多数提案されている.しかし,既存モデルでは,評価基準が他の評価者と極端に異なる“異質評価者”の特性を必ずしも表現できないため,異質評価者が存在する可能性があるピアアセスメントに適用したとき能力測定精度が低下する問題が残る.この問題を解決するために,本論文では,1)評価の厳しさ,2)一貫性,3)尺度範囲の制限,に対応する評価者特性パラメータを付与した新たな項目反応モデルを提案する.提案モデルの利点は次のとおりである.1)評価者の特性を柔軟に表現できるため,異質評価者の採点データに対するモデルのあてはまりを改善できる.2)異質評価者の影響を正確に能力測定値に反映できるため,異質評価者が存在するピアアセスメントにおいて,既存モデルより高精度な能力測定が期待できる.本論文では,シミュレーション実験と実データ実験から提案モデルの有効性を示す.
著者
Takuya KOMAWAKI Michitarou YABUUCHI Ryo KISHIDA Jun FURUTA Takashi MATSUMOTO Kazutoshi KOBAYASHI
出版者
The Institute of Electronics, Information and Communication Engineers
雑誌
IEICE TRANSACTIONS on Fundamentals of Electronics, Communications and Computer Sciences (ISSN:09168508)
巻号頁・発行日
vol.E100-A, no.12, pp.2758-2763, 2017-12-01

As device sizes are downscaled to nanometer, Random Telegraph Noise (RTN) becomes dominant. It is indispensable to accurately estimate the effect of RTN. We propose an RTN simulation method for analog circuits. It is based on the charge trapping model. The RTN-induced threshold voltage fluctuation are replicated to attach a variable DC voltage source to the gate of a MOSFET by using Verilog-AMS. In recent deca-nanometer processes, high-k (HK) materials are used in gate dielectrics to decrease the leakage current. We must consider the defect distribution characteristics both in HK and interface layer (IL). This RTN model can be applied to the bimodal model which includes characteristics of the HK and IL dielectrics. We confirm that the drain current of MOSFETs temporally fluctuates in circuit-level simulations. The fluctuations of RTN are different in MOSFETs. RTN affects the frequency characteristics of ring oscillators (ROs). The distribution of RTN-induced frequency fluctuations has a long-tail in a HK process. The RTN model applied to the bimodal can replicate a long-tail distribution. Our proposed method can estimate the temporal impact of RTN including multiple transistors.
著者
町澤 朗彦 青木 哲郎 岩間 司 鳥山 裕史 今村 國康 土屋 茂 金子 明弘 前野 英生 高橋 幸雄
出版者
The Institute of Electronics, Information and Communication Engineers
雑誌
電子情報通信学会論文誌 D (ISSN:18804535)
巻号頁・発行日
vol.J96-D, no.10, pp.2308-2318, 2013-10-01

時刻情報は重要な社会基盤となっている.そこで,日本標準時システムに直結した信頼性の高い時刻配信システムを開発し,NTPサーバntp. nict. jpとしてインターネットを介して公開したので報告する.本システムは,インターネットにおける標準的な時刻同期プロトコルであるNTPを利用しているが,安定して時刻を配信するために,耐障害性,過負荷対策,将来にわたるサービスの維持,セキュリティ対策,Stratum 1の提供,GPS非依存などの特徴を有している.また,実運用から得られた利用統計情報を解析した.2012年末現在,1日当りのリクエスト数は約1億7千万,クライアントは約1500万IPアドレスであり,世界230の国と地域に広がっている.更に,ピーク時には1秒間に約13万リクエストの利用があることが明らかになった.一方,1日のポーリング頻度が1回以下のクライアントが約8割であること,並びに,1台の時刻サーバしか参照していないクライアントが約9割であることなど,クライアントの時刻維持が不十分であることが推測される.更に,クライアントのネットワーク距離分布から,インターネットの直径が従来の推定値よりも大きいことを示した.
著者
森島 信 松谷 宏紀
出版者
The Institute of Electronics, Information and Communication Engineers
雑誌
電子情報通信学会論文誌 D (ISSN:18804535)
巻号頁・発行日
vol.J100-D, no.12, pp.949-963, 2017-12-01

ドキュメント指向型データベースは,ユーザがスキーマレスにドキュメントを保存し,それに対する探索クエリを実行できるデータベースである.その利用用途として,高い拡張性や豊富な機能が要求されるウェブアプリケーションやオンラインゲームが挙げられる.ドキュメント指向型データベースの主な機能の一つは,ドキュメントに対する文字列探索であり,その計算量はドキュメント数に比例して増加するため,多くのドキュメントを扱う場合,計算量が非常に大きくなる.この計算量を削減するため,ドキュメント指向型データベースでは,データベースインデックスが使われている.しかし,インデックスは全てのクエリに適用できるわけではなく,例えば,正規表現探索等のクエリに適用するのは困難である.これらのインデックスを適用できないクエリをGPUを用いて高速化するために,本論文では,DDBキャッシュ(Document-oriented DataBaseキャッシュ)というGPUでの文字列探索処理に適した構造のキャッシュを提案する.GPUとDDBキャッシュを用いることで,ドキュメント指向型データベースの文字列探索処理をインデックスを使わずに高速化できる.更に,ハッシュ機構を用いてDDBキャッシュを分割し,複数台のGPUに分散する手法を提案し,GPUを用いた手法の水平拡張も可能にする.評価では,代表的なドキュメント指向型データベースであるMongoDBを対象にDDBキャッシュを実装し,性能を評価した.その結果,インデックスの適用できない正規表現探索クエリにおいて,GPUを用いた提案手法はMongoDBを大幅に上回るスループットを達成した.また,GPUの数を1台から3台に増やしたことで,2.7倍のスループットの向上を達成し,GPU数を増やすことで水平拡張ができることを示した.
著者
Kunihiro FUJIYOSHI Takahisa IMANO
出版者
The Institute of Electronics, Information and Communication Engineers
雑誌
IEICE TRANSACTIONS on Fundamentals of Electronics, Communications and Computer Sciences (ISSN:09168508)
巻号頁・発行日
vol.E100-A, no.12, pp.2851-2856, 2017-12-01

Photo Diode Array (PDA) is the key semiconductor component expected to produce specified output voltage in photo couplers and photo sensors when the light is on. PDA partitioning problem, which is to design PDA, is: Given die area, anode and cathode points, divide the area into N cells, with identical areas, connected in series from anode to cathode. In this paper, we first make restrictions for the problem and reveal the underlying properties of necessary and sufficient conditions for the existence of solutions when the restrictions are satisfied. Then, we propose a method to solve the problem using recursive algorithm, which can be guaranteed to obtain a solution in polynomial time.
著者
Takuma NAKAJIMA Masato YOSHIMI Celimuge WU Tsutomu YOSHINAGA
出版者
The Institute of Electronics, Information and Communication Engineers
雑誌
IEICE TRANSACTIONS on Information and Systems (ISSN:09168532)
巻号頁・発行日
vol.E100-D, no.12, pp.2847-2856, 2017-12-01

Cooperative caching is a key technique to reduce rapid growing video-on-demand's traffic by aggregating multiple cache storages. Existing strategies periodically calculate a sub-optimal allocation of the content caches in the network. Although such technique could reduce the generated traffic between servers, it comes with the cost of a large computational overhead. This overhead will be the cause of preventing these caches from following the rapid change in the access pattern. In this paper, we propose a light-weight scheme for cooperative caching by grouping contents and servers with color tags. In our proposal, we associate servers and caches through a color tag, with the aim to increase the effective cache capacity by storing different contents among servers. In addition to the color tags, we propose a novel hybrid caching scheme that divides its storage area into colored LFU (Least Frequently Used) and no-color LRU (Least Recently Used) areas. The colored LFU area stores color-matching contents to increase cache hit rate and no-color LRU area follows rapid changes in access patterns by storing popular contents regardless of their tags. On the top of the proposed architecture, we also present a new routing algorithm that takes benefit of the color tags information to reduce the traffic by fetching cached contents from the nearest server. Evaluation results, using a backbone network topology, showed that our color-tag based caching scheme could achieve a performance close to the sub-optimal one obtained with a genetic algorithm calculation, with only a few seconds of computational overhead. Furthermore, the proposed hybrid caching could limit the degradation of hit rate from 13.9% in conventional non-colored LFU, to only 2.3%, which proves the capability of our scheme to follow rapid insertions of new popular contents. Finally, the color-based routing scheme could reduce the traffic by up to 31.9% when compared with the shortest-path routing.
著者
松田 圭悟 大山 航 若林 哲史
出版者
The Institute of Electronics, Information and Communication Engineers
雑誌
電子情報通信学会論文誌 A (ISSN:09135707)
巻号頁・発行日
vol.J100-A, no.12, pp.435-443, 2017-12-01

本研究では,訓練偽筆を含まない学習データを用いた組み合わせ分割署名照合法を提案する.提案手法は,まず,ペン先のx, y座標,筆速,筆圧の時系列で構成されるオンライン署名情報を入力し,筆速,筆圧をそれぞれストローク幅,濃度値に反映させた署名画像を生成する.次に,オンライン署名時系列及び生成された署名画像のそれぞれをストロークの重心位置で分割する.入力されたオンライン署名時系列及び生成された署名画像とそれぞれの分割署名をオンライン用,オフライン用の手法で照合し,照合スコアを判定用SVMで真偽判定する.判定用SVMの学習には真筆同士,真筆と偽筆の照合スコアを含む学習用データを用いる必要があるが,本論文では偽筆クラスの学習サンプルとして第三者の真筆を用いるランダム偽筆学習を提案する.また,偽筆サンプルの削減のために,One-class SVMとk-meansクラスタリングを用いた効果的なサンプリング手法も提案する.多言語署名を含むSigCompデータセットを用いた評価実験の結果,訓練偽筆を含む学習用データセットを用いて学習した場合と同程度の精度の署名照合が実現できた.
著者
佐古 和恵 古川 諒 小出 俊夫
出版者
The Institute of Electronics, Information and Communication Engineers
雑誌
電子情報通信学会論文誌 B (ISSN:13444697)
巻号頁・発行日
vol.J100-B, no.11, pp.893-900, 2017-11-01

本論文では,ブロックチェーンを履歴データを管理する台帳モデルとして切り出し,そのモデルの見地に立った際のブロックチェーン技術の分類について論じる.本モデルがブロックチェーン技術の活用を検討するサービスやシステム設計者に対して,ブロックチェーン採用の一助となるべく,各分類に対しての課題や期待されるメリットについて述べる.更に,本モデルに基づいた社会実装に対する考察について,ブロックチェーンを活用した公平性を検証可能なオンラインゲームを一例に論じる.
著者
伊藤 彰則 牧野 正三 城戸 健一
出版者
The Institute of Electronics, Information and Communication Engineers
雑誌
電子情報通信学会論文誌 D (ISSN:09151923)
巻号頁・発行日
vol.J74-D2, no.9, pp.1147-1155, 1991-09-25

連続音声認識のための新しい統語処理アルゴリズム「機能語予測CYK法」について述べる.機能語予測CYK法は,CYK法をベースとし,これに機能語の予測機能を加えたものである.機能語を予測しながらマッチングすることにより,効率的な処理を行うことができる.次に,この機能語予測CYK法にビームサーチを導入したアルゴリズムを提案する.また,機能語を効率良く予測するための正規文法(機能語オートマトン)を導入する.これは,従来の文節処理に用いられてきた有限オートマトンと同じものが使用できるため,文節内文法での各種の制約が利用できる.ビームサーチと機能語オートマトンの導入によって,非終端記号数の増加に伴う記憶容量および計算量の増加を抑えることができる.このビームサーチを用いた機能語予測CYK法と,文節検出+統語処理の2段階の認識方式との比較実験を行った結果,計算量・精度ともに機能語予測CYK法が優れていることがわかった.
著者
Takashi SHIBATA Kazunori SATO Ryohei IKEJIRI
出版者
The Institute of Electronics, Information and Communication Engineers
雑誌
IEICE TRANSACTIONS on Electronics (ISSN:09168516)
巻号頁・発行日
vol.E100-C, no.11, pp.1012-1020, 2017-11-01

We conducted experimental classes in an elementary school to examine how the advantages of using stereoscopic 3D images could be applied in education. More specifically, we selected a unit of the Tumulus period in Japan for sixth-graders as the source of our 3D educational materials. This unit represents part of the coursework for the topic of Japanese history. The educational materials used in our study included stereoscopic 3D images for examining the stone chambers and Haniwa (i.e., terracotta clay figures) of the Tumulus period. The results of our experimental class showed that 3D educational materials helped students focus on specific parts in images such as attached objects of the Haniwa and also understand 3D spaces and concavo-convex shapes. The experimental class revealed that 3D educational materials also helped students come up with novel questions regarding attached objects of the Haniwa, and Haniwa's spatial balance and spatial alignment. The results suggest that the educational use of stereoscopic 3D images is worthwhile in that they lead to question and hypothesis generation and an inquiry-based learning approach to history.
著者
明畠 利樹 山崎 憲一
出版者
The Institute of Electronics, Information and Communication Engineers
雑誌
電子情報通信学会論文誌 D (ISSN:18804535)
巻号頁・発行日
vol.J100-D, no.11, pp.907-916, 2017-11-01

高速不揮発性メモリ(NVM)の開発が順調に進めば,従来のDRAMとハードディスクが全てNVMに置き換えられる可能性がある.本論文では,そのようなアーキテクチャの計算機を想定する.NVM上に置かれたデータは,電源喪失などの障害が起きても保持されるが,そのデータを再利用することは現在のプログラム言語では想定されておらず,問題が生じる.また,データ更新中に障害が起きた場合には,データが矛盾状態になるという問題もある.本研究で提案するライブラリは,NVM上のデータにグローバルな名前を付けることで,後での再実行でもそのデータを再利用することを可能とする.また,障害に対するデータの一貫性保持のための原子的更新の機能を有する.特に実装上の課題としては,メモリキャッシュのためにデータがNVMに確実に書き出されないという問題がある.これを解決した上で原子的更新を実装するために,ソフトウェアトランザクショナルメモリと類似の実装方法を提案する.本論文では,以上についての設計と実装について述べたのち,実験等により提案を評価する.
著者
鳥居 淳 石川 仁 木村 耕行 齊藤 元章
出版者
The Institute of Electronics, Information and Communication Engineers
雑誌
電子情報通信学会論文誌 C (ISSN:13452827)
巻号頁・発行日
vol.J100-C, no.11, pp.537-544, 2017-11-01

ExaScaler社では,省電力スーパーコンピュータZettaScalerシリーズを開発,展開している.最初の世代であるZettaScaler-1.xでは,PEZY Computing社が開発したMIMDメニーコアプロセッサPEZY-SCを採用し,高密度実装を図ったBrickと呼ばれるサーバ集合体を,フッ化炭素系不活性液体をもちいて液浸冷却を行い,高性能,低消費電力,小型化を実現した.本論文では,このZettaScaler-1.xで開発した独自のハードウェア技術とプログラミングに関して解説する.また,現在構築中のZettaScaler-2.0について,磁界結合TCI (ThruChip Interface)によるDRAMとの3次元実装技術や,新たなBrick構造,冷却システムについて言及する.更に,エクサスケールコンピューティングに向けた今後の方向性について展望する.
著者
石渕 久生 中理 達生 中島 智晴
出版者
The Institute of Electronics, Information and Communication Engineers
雑誌
電子情報通信学会論文誌 D (ISSN:09151915)
巻号頁・発行日
vol.J83-D1, no.10, pp.1097-1108, 2000-10-25

本研究では,繰返し囚人のジレンマ(IPD:Iterated Prisoner's Dilemma)ゲームを行うプレーヤが格子世界内に存在するような空間型IPDゲームにおける隣接プレーヤ間での信頼関係の表現方法を提案する.各プレーヤは隣接するプレーヤとのみIPDゲームを行い,遺伝的アルゴリズムにより戦略進化を行う.各プレーヤの適応度関数は,そのプレーヤの利得と対戦相手の利得との加重和により定義される.対戦相手の利得に関する重みは対戦相手から協調行動が得られた場合に増加し,裏切られた場合に減少する.正の重みは対戦相手への思いやりを表し,負の重みは敵対心を表す.通常のIPDゲームでは,対戦相手の利得に関する重みはゼロである.本研究では,空間型IPDゲームにおける戦略進化に重みの更新メカニズムを組み込むことにより,隣接プレーヤとの信頼関係の動的な変動を定量的に表現することを試みる.
著者
Zhangjie FU Xingming SUN Qi LIU Lu ZHOU Jiangang SHU
出版者
The Institute of Electronics, Information and Communication Engineers
雑誌
IEICE TRANSACTIONS on Communications (ISSN:09168516)
巻号頁・発行日
vol.E98-B, no.1, pp.190-200, 2015-01-01

Cloud computing is becoming increasingly popular. A large number of data are outsourced to the cloud by data owners motivated to access the large-scale computing resources and economic savings. To protect data privacy, the sensitive data should be encrypted by the data owner before outsourcing, which makes the traditional and efficient plaintext keyword search technique useless. So how to design an efficient, in the two aspects of accuracy and efficiency, searchable encryption scheme over encrypted cloud data is a very challenging task. In this paper, for the first time, we propose a practical, efficient, and flexible searchable encryption scheme which supports both multi-keyword ranked search and parallel search. To support multi-keyword search and result relevance ranking, we adopt Vector Space Model (VSM) to build the searchable index to achieve accurate search results. To improve search efficiency, we design a tree-based index structure which supports parallel search to take advantage of the powerful computing capacity and resources of the cloud server. With our designed parallel search algorithm, the search efficiency is well improved. We propose two secure searchable encryption schemes to meet different privacy requirements in two threat models. Extensive experiments on the real-world dataset validate our analysis and show that our proposed solution is very efficient and effective in supporting multi-keyword ranked parallel searches.