Publications

研究業績・執筆論文

International peer reviewed conference

Conference:

Ren Goto, Kazushige Matama, Ryouta Aihata, Michiyo Suda, Hidekazu Suzuki, and Katsuhiro Naito.
"CYPHONIC Adapter: Enabling Secure P2P Connectivity for Diverse IoT Devices"
The 21st IEEE Consumer Communications & Networking Conference (CCNC), January 2024.
DOI: N/A
paper


Conference:

Shota Horisaki, Kazushige Matama, Ren Goto, Katsuhiro Naito, and Hidekazu Suzuki.
"Intercommunication Between Local Edge Computing Devices Using QUIC-Based CYPHONIC"
The 42nd IEEE International Conference on Consumer Electronics (ICCE), January 2024.
DOI: N/A
paper


Conference:

Ren Goto, Kazushige Matama, Ryouta Aihata, Shota Horisaki, Hidekazu Suzuki, and Katsuhiro Naito.
"Implementation and Evaluation of CYPHONIC client focusing on Sequencing mechanisms and Concurrency for packet processing"
The 12th IEEE Global Conference on Consumer Electronics (GCCE), October 2023.
DOI: 10.1109/GCCE59613.2023.10315593.
paper


Conference:

Guilherme Seidy Ujiie, Ren Goto, Kazushige Matama, Yoshiya Suzuki, Hidekazu Suzuki, and Katsuhiro Naito.
"Proposal of CYPHONIC end-device functions on Windows OS"
The 12th IEEE Global Conference on Consumer Electronics (GCCE), October 2023.
DOI: 10.1109/GCCE59613.2023.10315250.
paper


Conference:

Kazushige Matama, Hijiri Komura, Ren Goto, Hidekazu Suzuki, and Katsuhiro Naito.
"Enhancing Route Optimization for NAPT Traversal in CYPHONIC: Design and Implementation"
The 12th IEEE Global Conference on Consumer Electronics (GCCE), October 2023.
DOI: 10.1109/GCCE59613.2023.10315375.
paper


Journal:

Ren Goto, Kazushige Matama, Chihiro Nishiwaki, and Katsuhiro Naito.
"Design of new CYPHONIC adapter focused on packet sequential processing scheme"
Institute of Electronics, Information and Communication Engineers (IEICE) - Communications Express (ComEX), May 2023.
DOI: 10.1587/comex.2023XBL0010.
paper


Journal:

Kazushige Matama, Ren Goto, Chihiro Nishiwaki, and Katsuhiro Naito.
"Extension mechanism of overlay network protocol to support digital authenticates"
International Institute of Informatics and Cybernetics (IIIC) - Journal of Systemics, Cybernetics and Informatics (JSCI), February 2023.
DOI: 10.54808/JSCI.21.01.18.
paper


Conference:

Ren Goto, Kazushige Matama, Chihiro Nishiwaki, and Katsuhiro Naito.
"Proposal of an extended CYPHONIC adapter supporting general nodes using virtual IPv6 addresses"
The 11th IEEE Global Conference on Consumer Electronics (GCCE), October 2022.
DOI: 10.1109/GCCE56475.2022.10014277.
paper


Conference:

Kazushige Matama, Ren Goto, Chihiro Nishiwaki, and Katsuhiro Naito.
"Extension mechanism of overlay network protocol to support digital authenticates"
The 26th IIIS World Multi-Conference on Systemics, Cybernetics and Informatics (WMSCI), July 2022.
DOI: 10.54808/WMSCI2022.01.81.
paper


Journal:

Ren Goto, Taiki Yoshikawa, Hijiri Komura, Kazushige Matama, Chihiro Nishiwaki, and Katsuhiro Naito.
"Design and Basic Evaluation of Virtual IPv4-based CYPHONIC adapter"
International Institute of Informatics and Cybernetics (IIIC) - Journal of Systemics, Cybernetics and Informatics (JSCI), June 2022.
DOI: 10.54808/JSCI.20.03.55.
paper


Conference:

Ren Goto, Taiki Yoshikawa, Hijiri Komura, Kazushige Matama, Chihiro Nishiwaki, and Katsuhiro Naito.
"Design and Basic Evaluation of Virtual IPv4-based CYPHONIC adapter"
The 13th IIIS International Multi-Conference on Complexity, Informatics and Cybernetics (IMCIC), March 2022.
DOI: 10.54808/IMCIC2022.02.59.
paper


Conference:

Taiki Yoshikawa, Hijiri Komura, Ren Goto, Kazushige Matama, Chihiro Nishiwaki, and Katsuhiro Naito.
"Demonstration of video conferencing tool with overlay network protocol"
The 19th IEEE Consumer Communications & Networking Conference (CCNC), January 2022.
DOI: 10.1109/CCNC49033.2022.9700703.
paper


Conference:

Taiki Yoshikawa, Hijiri Komura, Chihiro Nishiwaki, Ren Goto, Kazushige Matama, and Katsuhiro Naito.
"Evaluation of new CYPHONIC: Overlay network protocol based on Go language"
The 40th IEEE International Conference on Consumer Electronics (ICCE), January 2022.
DOI: 10.1109/ICCE53296.2022.9730323.
paper

National non-peer reviewed conference

Conference:

殿内 太一朗, 堀崎 翔太, 後藤 廉, 内藤 克浩, 吉田 勝好, 鈴木 秀和
"CYPHONIC を用いたローカル 5G 接続ネットワークカメラとの P2P 映像配信に関する検証"
Information Processing Society of Japan (IPSJ) - 情報処理学会 第86回全国大会, March 2024.
J-GLOBAL ID: N/A
paper


Conference:

後藤 廉, 眞玉 和茂, 相畑 亮太, 鈴木 秀和, 内藤 克浩
"【2023年度学術奨励賞】同時実行性及びパケット順序処理に着目した CYPHONIC クライアントの実装と評価"
Institute of Electronics, Information and Communication Engineers (IEICE) - 2023年 電子情報通信学会 ソサイエティ大会 (Society Conference), September 2023.
J-GLOBAL ID: N/A
paper


Conference:

ウジイエ ギレルメ セイジ, 後藤 廉, 眞玉 和茂, 鈴木 誉写, 内藤 克浩, 鈴木 秀和
"CYPHONIC の端末機能を WindowsOS で実現する基礎開発"
Institute of Electronics, Information and Communication Engineers (IEICE) - 2023年 センサネットワークとモバイルインテリジェンス研究専門委員会 (SeMI), July 2023.
J-GLOBAL ID: 202302214438733336, Reference number: 23A2234031
paper


Conference:

鈴木 誉写, 眞玉 和茂, 後藤 廉, ウジイエ ギレルメ セイジ, 内藤 克浩, 鈴木 秀和
"CYPHONIC クラウドにおける監視システムの設計と基礎評価"
Institute of Electronics, Information and Communication Engineers (IEICE) - 2023年 センサネットワークとモバイルインテリジェンス研究専門委員会 (SeMI), July 2023.
J-GLOBAL ID: 202302216868078524, Reference number: 23A2234032
paper


Conference:

眞玉 和茂, 小村 聖, 後藤 廉, 鈴木 秀和, 内藤 克浩
"CYPHONIC における NAPT 越え時の通信経路最適化に関する設計及び実装"
Information Processing Society of Japan (IPSJ) - 第107回モバイルコンピューティングと新社会システム研究会 (MBL), May 2023.
J-GLOBAL ID: 202302237261288263, Reference number: 23A1539410
paper


Conference:

二村 洸輔, 堀崎 翔太, 後藤 廉, 内藤 克浩, 鈴木 秀和
"CYPHONIC サーバ群のオートスケーリングのためのメモリ管理手法に関する検討"
Information Processing Society of Japan (IPSJ) - 第20回情報学ワークショップ Workshop on Informatics (WiNF), December 2022.
J-GLOBAL ID: N/A
paper


Conference:

後藤 廉, 吉川 大貴, 小村 聖, 眞玉 和茂, 内藤 克浩
"【2021年度学生奨励賞】仮想 IPv4 アドレスを想定した CYPHONIC アダプタの設計と基礎評価"
Information Processing Society of Japan (IPSJ) - 第33回コンシューマ・デバイス&システム研究会 (CDS), January 2022.
J-GLOBAL ID: 202202291942447619, Reference number: 22A0421754
paper


Conference:

西脇 千紘, 吉川 大貴, 小村 聖, 後藤 廉, 眞玉 和茂, 内藤 克浩
"iOS におけるアプリケーション内独自プロトコル実装に関する一検討"
Institute of Electronics, Information and Communication Engineers (IEICE) - 令和三年度 電気・電子・情報関係学会 東海支部連合大会, September 2021.
J-GLOBAL ID: 202202266081463947, Reference number: 22A0608290
paper

Industrial property rights

Patent:

内藤 克浩, 後藤 廉, 眞玉 和茂, 鈴木 秀和
"通信アダプタ及び通信システム"
特許法第30条第2項, 特願2023-168182, September 2023
detail

Research theme

次世代セキュリティモデル(ゼロトラストセキュリティ)を実現する独自プロトコル
CYPHONIC: CYber PHysical Overlay Network over Internet Communicationの研究・開発


Overview:

CYber PHysical Overlay Network over Internet Communication (CYPHONIC) と呼ばれるオーバーレイネットワークプロトコルの研究・開発に従事している. CYPHONIC は, TCP/IP に独自に定義したオーバーレイネット層 (CYPHONIC 層) を導入することで, Network Address Port Translation (NAPT) による通信接続問題や, 異なる Internet Protocol (IP) バージョン同士の相互接続問題といった実ネットワーク上の課題を解決し, 端末間での直接通信を実現する.
これにより, セキュリティ担当者はネットワーク境界に合わせて, ファイアウォールや Virtual Private Network (VPN) といったハードウェアボックスによる高度な設定をすることなくセキュアな通信を実現可能である.
また, CYPHONIC はアプリケーションに通信フレームワークとして組込むことが可能であり, サービス開発者は我々の開発した Daemon プログラムを追加することで, 容易にゼロトラストセキュリティモデルが実現可能である.
近年では, モバイル端末やクラウドサービス, リモートワーク等, ネットワークの利用形態が多様化したことでセキュリティ対策が複雑化し, ネットワーク・セキュリティの管理者を悩ませている. 次世代セキュリティモデルの一つである, ゼロトラストセキュリティを実現する既存製品の多くは, クラウドサービスが各エンドポイントを管理する Client-Server (C2S) モデルであるため, コストに関して課題が残る.
CYPHONIC は, 通信を行う二者の端末に焦点を当てており, Peer-to-Peer (P2P) モデルに準拠した画期的な通信プロトコルとして機能することが期待される.


Roles:

現在, Internet of Things (IoT) を初めとし, 組込み機器や Micro Controller Unit (MCU) が広く普及している.
また, クラウドプラットフォームにおいては規模拡張性の観点からマイクロサービス指向を採用する傾向にある. これまでの CYPHONIC は, 端末・アプリケーションに直接我々の開発した Daemon プログラムを追加する必要があった.
しかし, 一般に既存サービスに直接外部プログラムを追加したり, 専用サービスサーバ内に機能の異なる別のプログラムを組込んだりすることは, しばしば嫌悪感を抱かれ, 避けられる傾向にある.
そこで, 私は『疎結合設計に基づく既存サービスとの共生』という点に着目をし, Daemon プログラムを直接追加するのではなく, 外部のアダプタ端末として提供できるよう, CYPHONIC アダプタと呼ばれるゲートウェイ機器の提案・開発に着手した. CYPHONIC アダプタは, 端末・アプリケーションからの通信パケットをフックし, オーバーレイネットワークに転送する際, 高効率処理および高パフォーマンス・高スループットが要求される. 本構想を実現すべく, Go 言語を採用することで, "Goroutines", "Channels" といった言語特有の機能を活かしてマルチスレッド化した. また, WireGuard を初めとする VPN を実現する Open Source Software (OSS) に準拠した設計, マルチステージ処理, キューイング処理を採用し, 通信プロトコルとしての品質向上に努めている. 加えて, プログラム内のステート情報をインメモリ (Go-cache) で管理することで, 高速化を実現した.
提案システムの評価フェーズでは, Daemon プログラムを直接端末内に追加する従来の手法と比較し, パフォーマンスに与えるオーバーヘッドが許容できる値であることを確認した.


research summary image