Bluetooth通信による音声通信の暗号化に関する研究

近年の無線通信の中でBluetooth通信はより省電力化・通信速度の向上がすすみ、Bluetooth接続を用いるイヤホンマイクも普及しつつある。その一例として、現在も販売されているiPhone8ではイヤホンジャックが廃止されている。 今後Bluetooth通信はますます普及していくと考えられるが、同時にセキュリティの問題が生じる。現行のBluetooth通信では、ペアリングという認証鍵の入力によってデバイス同士を接続する。しかし、イヤホンマイクやヘッドセットなど小さなデバイスではあらかじめ認証鍵が固定されていて変更できないものが存在する。また変更できるものでもBluetooth v4.0以前はデバイス同士で交換された鍵は7バイトととても短く、認証には回数が制限されていない。そのため鍵が第三者に漏洩してしまう危険性がある。そこで省電力かつ小型の暗号化回路を用いることによって、より高度な暗号方式を採用したイヤホンマイクのBluetooth通信を検討した。研究段階として評価ボードによる実時間暗号化の研究を目標とした。暗号方式として2001年に発表されAdvanced Encryption Standard（Rijndael）（以下AES）を用いた。 音声通信について、一方的な送受信だが連続した音声信号を暗号化して送信し、復号化することができた。また、Bluetooth Low energyを用いることで低消費電力で実装することが可能になった。またデータ量を増やすことなく補間アルゴリズムを用いることで音質劣化をある程度防ぐことができた。 今後の展望として、ノイズの低減と双方向通信の実装があげられる。外部ICを利用した際も電源ノイズやBluetooth通信の送受信に伴うノイズが大きく影響してしまった。これらについてはプリント基板などを用いた専用設計とすることでノイズを軽減することができると考える。また双方向通信については現在のイヤホンマイクのように、マイクを使用している間は音質を落とす等の処理を行うことで同じ通信速度でも実装が可能だと考える。電気通信大学201