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特開2024-107532通信処理システム、ノイズ計算装置、端末装置、基地局、通信処理方法、および、プログラム
(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2024107532
(43)【公開日】2024-08-09
(54)【発明の名称】通信処理システム、ノイズ計算装置、端末装置、基地局、通信処理方法、および、プログラム
(51)【国際特許分類】
H04W 12/122 20210101AFI20240802BHJP
H04W 24/10 20090101ALI20240802BHJP
G06F 21/57 20130101ALI20240802BHJP
【ＦＩ】
H04W12/122
H04W24/10
G06F21/57
【審査請求】未請求
【請求項の数】12
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2023011499
(22)【出願日】2023-01-30
【国等の委託研究の成果に係る記載事項】（出願人による申告）令和４年度、支出負担行為担当官、総務省大臣官房会計課企画官、研究テーマ「安全な無線通信サービスのための新世代暗号技術に関する研究開発、課題ア ５Ｇ等のための超高速・大容量に対応した共通鍵暗号方式技術（高速共通鍵暗号）ア－２－３ 無線通信プロトコルにおける評価」委託研究、産業技術力強化法第１７条の適用を受ける特許出願
(71)【出願人】
【識別番号】393031586
【氏名又は名称】株式会社国際電気通信基礎技術研究所
(74)【代理人】
【識別番号】100143498
【弁理士】
【氏名又は名称】中西 健
(74)【代理人】
【識別番号】100136319
【弁理士】
【氏名又は名称】北原 宏修
(72)【発明者】
【氏名】松中 隆志
(72)【発明者】
【氏名】三本 知明
(72)【発明者】
【氏名】横山 浩之
【テーマコード（参考）】
5K067
【Ｆターム（参考）】
5K067AA30
5K067DD47
5K067EE02
5K067EE10
(57)【要約】
【課題】どのような通信状態であっても、通信サービスに大きな影響をもたらすことなく、かつ、通信内容の傍受を行う攻撃等を適切に防止する通信処理システムを実現する。
【解決手段】通信処理システム１０００では、端末装置の同時接続数・無線の電波伝搬環境などの要因により変化する無線通信における無線リソースの利用率に応じて、ノイズパラメータを調整し、ノイズ付与処理におけるノイズ付与量（データ撹乱の程度）を調整する。したがって、通信処理システム１０００では、攻撃への耐性を劣化させることなく、かつノイズの過度な付与による周波数利用効率の低下を軽減させることができる。
【選択図】図１
【解決手段】通信処理システム１０００では、端末装置の同時接続数・無線の電波伝搬環境などの要因により変化する無線通信における無線リソースの利用率に応じて、ノイズパラメータを調整し、ノイズ付与処理におけるノイズ付与量（データ撹乱の程度）を調整する。したがって、通信処理システム１０００では、攻撃への耐性を劣化させることなく、かつノイズの過度な付与による周波数利用効率の低下を軽減させることができる。
【選択図】図１
【特許請求の範囲】
【請求項1】
無線通信を行うことができる端末装置とノイズ計算装置と基地局とを備える通信処理システムであって、
通信システムにおける無線リソースの利用率に関する情報である無線リソース利用率データを取得する基地局と、
前記基地局から前記無線リソース利用率データを受信し、前記無線リソース利用率データ、および／または、無線通信環境の混雑度および／または無線の伝搬環境に関する情報に基づいて、端末装置および基地局において実行されるノイズ付与処理のノイズ量を決定するためのノイズパラメータを取得するノイズ計算装置と、
前記ノイズ計算装置により取得された前記ノイズパラメータを受信し、当該ノイズパラメータに基づいて通信データ列に付与するノイズ量を決定し、アプリケーションおよび／または通信サービスを実現するために発生する通信データ列に対して、決定した前記ノイズ量によるノイズ付与処理を実行する端末装置と、
を備える、
通信処理システム。
通信システムにおける無線リソースの利用率に関する情報である無線リソース利用率データを取得する基地局と、
前記基地局から前記無線リソース利用率データを受信し、前記無線リソース利用率データ、および／または、無線通信環境の混雑度および／または無線の伝搬環境に関する情報に基づいて、端末装置および基地局において実行されるノイズ付与処理のノイズ量を決定するためのノイズパラメータを取得するノイズ計算装置と、
前記ノイズ計算装置により取得された前記ノイズパラメータを受信し、当該ノイズパラメータに基づいて通信データ列に付与するノイズ量を決定し、アプリケーションおよび／または通信サービスを実現するために発生する通信データ列に対して、決定した前記ノイズ量によるノイズ付与処理を実行する端末装置と、
を備える、
通信処理システム。
【請求項2】
前記基地局は、
前記ノイズ計算装置により取得された前記ノイズパラメータを受信し、当該ノイズパラメータに基づいて、前記端末装置との通信を実現するための通信データ列に付与するノイズ量を決定し、前記端末装置への通信を実現するための前記通信データ列に対して、決定した前記ノイズ量によるノイズ付与処理を実行する、
請求項１に記載の通信処理システム。
前記ノイズ計算装置により取得された前記ノイズパラメータを受信し、当該ノイズパラメータに基づいて、前記端末装置との通信を実現するための通信データ列に付与するノイズ量を決定し、前記端末装置への通信を実現するための前記通信データ列に対して、決定した前記ノイズ量によるノイズ付与処理を実行する、
請求項１に記載の通信処理システム。
【請求項3】
前記ノイズ計算装置は、
（１）前記無線リソース利用率データが、無線リソースの利用率が所定の値以下であることを示すデータである場合、前記ノイズ付与処理においてノイズを付与する対象とする通信特徴量を通信量とし、
（２）前記無線リソース利用率データが、無線リソースの利用率が所定の値よりも大きい場合、前記ノイズ付与処理においてノイズを付与する対象とする通信特徴量を通信間隔とすることを示す処理対象特定データを取得し、前記処理対象特定データを、前記端末装置および前記基地局に送信し、
前記端末装置および／または前記基地局は、
前記処理対象特定データを受信し、
前記処理対象特定データで特定される通信特徴量を前記ノイズ付与処理の処理対象とし、前記ノイズ付与処理を実行する、
請求項１に記載の通信処理システム。
（１）前記無線リソース利用率データが、無線リソースの利用率が所定の値以下であることを示すデータである場合、前記ノイズ付与処理においてノイズを付与する対象とする通信特徴量を通信量とし、
（２）前記無線リソース利用率データが、無線リソースの利用率が所定の値よりも大きい場合、前記ノイズ付与処理においてノイズを付与する対象とする通信特徴量を通信間隔とすることを示す処理対象特定データを取得し、前記処理対象特定データを、前記端末装置および前記基地局に送信し、
前記端末装置および／または前記基地局は、
前記処理対象特定データを受信し、
前記処理対象特定データで特定される通信特徴量を前記ノイズ付与処理の処理対象とし、前記ノイズ付与処理を実行する、
請求項１に記載の通信処理システム。
【請求項4】
前記ノイズ計算装置は、
（１）前記無線リソース利用率データが、無線リソースの利用率が所定の値以下であることを示すデータである場合、前記ノイズ付与処理においてノイズを付与する対象とする通信特徴量を通信量とし、
（２）前記無線リソース利用率データが、無線リソースの利用率が所定の値よりも大きい場合、前記ノイズ付与処理においてノイズを付与する対象とする通信特徴量を通信間隔とすることを示す処理対象特定データを取得し、前記処理対象特定データを、前記端末装置および前記基地局に送信し、
前記端末装置および／または前記基地局は、
前記処理対象特定データを受信し、
前記処理対象特定データで特定される通信特徴量を前記ノイズ付与処理の処理対象とし、前記ノイズ付与処理を実行する、
請求項２に記載の通信処理システム。
（１）前記無線リソース利用率データが、無線リソースの利用率が所定の値以下であることを示すデータである場合、前記ノイズ付与処理においてノイズを付与する対象とする通信特徴量を通信量とし、
（２）前記無線リソース利用率データが、無線リソースの利用率が所定の値よりも大きい場合、前記ノイズ付与処理においてノイズを付与する対象とする通信特徴量を通信間隔とすることを示す処理対象特定データを取得し、前記処理対象特定データを、前記端末装置および前記基地局に送信し、
前記端末装置および／または前記基地局は、
前記処理対象特定データを受信し、
前記処理対象特定データで特定される通信特徴量を前記ノイズ付与処理の処理対象とし、前記ノイズ付与処理を実行する、
請求項２に記載の通信処理システム。
【請求項5】
請求項１から４のいずれかに記載の通信処理システムに用いられる前記ノイズ計算装置。
【請求項6】
前記ノイズパラメータ、および、前記ノイズ付与処理においてノイズを付与する対象とする通信特徴量を示す処理対象特定データを取得するノイズパラメータ決定部と、
取得した前記ノイズパラメータおよび前記処理対象特定データを含むデータを、前記端末装置および／または前記基地局に送信する通信インターフェースと、
を備える請求項５に記載のノイズ計算装置。
取得した前記ノイズパラメータおよび前記処理対象特定データを含むデータを、前記端末装置および／または前記基地局に送信する通信インターフェースと、
を備える請求項５に記載のノイズ計算装置。
【請求項7】
請求項１から４のいずれかに記載の通信処理システムに用いられる前記端末装置。
【請求項8】
前記ノイズパラメータと、前記ノイズ付与処理においてノイズを付与する対象とする通信特徴量を示す処理対象特定データとを含むデータを前記ノイズ計算装置から受信し、受信した当該データに基づいて、前記ノイズ付与処理を実行する、
請求項７に記載の端末装置。
請求項７に記載の端末装置。
【請求項9】
請求項１から４のいずれかに記載の通信処理システムに用いられる前記基地局。
【請求項10】
前記ノイズパラメータと、前記ノイズ付与処理においてノイズを付与する対象とする通信特徴量を示す処理対象特定データとを含むデータを前記ノイズ計算装置から受信し、受信した当該データに基づいて、前記ノイズ付与処理を実行する、
請求項９に記載の基地局。
請求項９に記載の基地局。
【請求項11】
無線通信を行うことができる端末装置とノイズ計算装置と基地局とを備える通信処理システムで用いられる通信処理方法であって、
通信システムにおける無線リソースの利用率に関する情報である無線リソース利用率データを取得する第１ステップと、
前記無線リソース利用率データ、および／または、無線通信環境の混雑度および／または無線の伝搬環境に関する情報に基づいて、通信データ列にノイズを付与するノイズ付与処理のノイズ量を決定するためのノイズパラメータを取得する第２ステップと、
当該ノイズパラメータに基づいて通信データ列に付与するノイズ量を決定し、アプリケーションおよび／または通信サービスを実現するために発生する通信データ列に対して、決定した前記ノイズ量によるノイズ付与処理を実行する第３ステップと、
を備える通信処理方法。
通信システムにおける無線リソースの利用率に関する情報である無線リソース利用率データを取得する第１ステップと、
前記無線リソース利用率データ、および／または、無線通信環境の混雑度および／または無線の伝搬環境に関する情報に基づいて、通信データ列にノイズを付与するノイズ付与処理のノイズ量を決定するためのノイズパラメータを取得する第２ステップと、
当該ノイズパラメータに基づいて通信データ列に付与するノイズ量を決定し、アプリケーションおよび／または通信サービスを実現するために発生する通信データ列に対して、決定した前記ノイズ量によるノイズ付与処理を実行する第３ステップと、
を備える通信処理方法。
【請求項12】
請求項１１に記載の通信処理方法をコンピュータに実行させるためのプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、通信システムにおいて、通信内容の傍受による利用アプリおよび／またはサービスの特定を防ぐために、通信信号にノイズを付与する技術に関する。
【背景技術】
【0002】
通信内容の傍受を防ぐ方法として、暗号技術を用いて通信内容を秘匿する方法が一般的に用いられる。しかしながら、暗号技術を用いて通信内容を秘匿する方法を用いることで、通信内容の傍受を完全に防げるわけではない。例えば、非特許文献１に記載の攻撃方法のように、暗号化された通信の内容を傍受し、単位時間ごとの通信量、通信間隔といった通信の特徴をもとに、暗号化された通信であっても、その通信を実施している端末で利用しているサービスを特定する攻撃方法があり、こうような攻撃方法により通信内容が傍受されることがありうる。
【0003】
このような攻撃方法による攻撃を防ぐ方法として、通信に対して所定量のノイズを付与する方法がある。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【0004】
【非特許文献1】Sangwook Bae, et. al., "Watching the Watchers: Practical Video Identification Attack in LTE Networks", USENIX security 2022.
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
しかしながら、通信に対して所定量のノイズを付与する方法では、ノイズによって通信量が増加するため、無線通信においては周波数利用効率が悪化し、特に多数の端末が接続されている環境下、無線の伝搬環境が悪い状態においては、通信サービスに大きな影響をもたらす。
【0006】
そこで、本発明では、上記課題に鑑み、どのような通信状態であっても、通信サービスに大きな影響をもたらすことなく、かつ、通信内容の傍受を行う攻撃等を適切に防止する通信処理システム、ノイズ計算装置、端末装置、基地局、通信処理方法、および、プログラムを実現することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0007】
上記課題を解決するために、第１の発明は、無線通信を行うことができる端末装置とノイズ計算装置と基地局とを備える通信処理システムである。
【0008】
基地局は、通信システムにおける無線リソースの利用率に関する情報である無線リソース利用率データを取得する。
【0009】
ノイズ計算装置は、基地局から無線リソース利用率データを受信し、無線リソース利用率データ、および／または、無線通信環境の混雑度および／または無線の伝搬環境に関する情報に基づいて、端末装置および基地局において実行されるノイズ付与処理のノイズ量を決定するためのノイズパラメータを取得する。
【0010】
端末装置は、ノイズ計算装置により取得されたノイズパラメータを受信し、当該ノイズパラメータに基づいて通信データ列に付与するノイズ量を決定し、アプリケーションおよび／または通信サービスを実現するために発生する通信データ列に対して、決定したノイズ量によるノイズ付与処理を実行する。
【0011】
この通信処理システムでは、端末装置の同時接続数・無線の電波伝搬環境などの要因により変化する無線通信における無線リソースの利用率に応じて、ノイズパラメータを調整し、ノイズ付与処理におけるノイズ付与量（データ撹乱の程度）を調整することができる。したがって、この通信処理システムでは、攻撃への耐性を劣化させることなく、かつノイズの過度な付与による周波数利用効率の低下を軽減させることができる。すなわち、この通信処理システム１０００では、どのような通信状態であっても、通信サービスに大きな影響をもたらすことなく、かつ、通信内容の傍受を行う攻撃等を適切に防止することができる。
【0012】
なお、「ノイズ付与処理」とは、通信データ列に対して、所定のノイズ量を付与する処理であり、例えば、通信データ列を所定のノイズ量に基づいて撹乱させる処理（例えば、所定期間内の通信量や通信間隔を変化させる処理）を含む概念である。
【0013】
第２の発明は、第１の発明であって、基地局は、ノイズ計算装置により取得されたノイズパラメータを受信し、当該ノイズパラメータに基づいて、端末装置との通信を実現するための通信データ列に付与するノイズ量を決定し、端末装置への通信を実現するための通信データ列に対して、決定したノイズ量によるノイズ付与処理を実行する。
【0014】
これにより、この通信処理システムでは、基地局においてもノイズ付与処理を実行することができ、基地局から送信される通信データについても通信サービスに大きな影響をもたらすことなく、かつ、通信内容の傍受を行う攻撃等を適切に防止することができる。
【0015】
第３の発明は、第１の発明であって、ノイズ計算装置は、（１）無線リソース利用率データが、無線リソースの利用率が所定の値以下であることを示すデータである場合、ノイズ付与処理においてノイズを付与する対象とする通信特徴量を通信量とし、（２）無線リソース利用率データが、無線リソースの利用率が所定の値よりも大きい場合、ノイズ付与処理においてノイズを付与する対象とする通信特徴量を通信間隔とすることを示す処理対象特定データを取得し、処理対象特定データを、端末装置および基地局に送信する。
【0016】
そして、端末装置および／または基地局は、処理対象特定データを受信し、処理対象特定データで特定される通信特徴量をノイズ付与処理の処理対象とし、ノイズ付与処理を実行する。
【0017】
これにより、この通信処理システムでは、通信状態が逼迫し、無線リソースの利用率が所定の値を超える程高い値となった場合、ノイズ付与処理の処理対象とする通信特徴量を通信間隔とするとことで、通信負荷を増加させることなく（無線リソースを過度に消費することなく）、通信内容の傍受を行う攻撃等への耐性を維持させることができる。
【0018】
第４の発明は、第２の発明であって、ノイズ計算装置は、（１）無線リソース利用率データが、無線リソースの利用率が所定の値以下であることを示すデータである場合、ノイズ付与処理においてノイズを付与する対象とする通信特徴量を通信量とし、（２）無線リソース利用率データが、無線リソースの利用率が所定の値よりも大きい場合、ノイズ付与処理においてノイズを付与する対象とする通信特徴量を通信間隔とすることを示す処理対象特定データを取得し、処理対象特定データを、端末装置および基地局に送信する。
【0019】
そして、端末装置および／または基地局は、処理対象特定データを受信し、処理対象特定データで特定される通信特徴量をノイズ付与処理の処理対象とし、ノイズ付与処理を実行する。
【0020】
これにより、この通信処理システムでは、通信状態が逼迫し、無線リソースの利用率が所定の値を超える程高い値となった場合、ノイズ付与処理の処理対象とする通信特徴量を通信間隔とするとことで、通信負荷を増加させることなく（無線リソースを過度に消費することなく）、通信内容の傍受を行う攻撃等への耐性を維持させることができる。
【0021】
第５の発明は、第１から第４のいずれかの発明である通信処理システムに用いられるノイズ計算装置である。
【0022】
これにより、第１から第４のいずれかの発明と同様の効果を奏するノイズ計算装置を実現することができる。
【0023】
第６の発明は、第５の発明であって、ノイズパラメータ、および、ノイズ付与処理においてノイズを付与する対象とする通信特徴量を示す処理対象特定データを取得するノイズパラメータ決定部と、取得したノイズパラメータおよび処理対象特定データを含むデータを、端末装置および／または基地局に送信する通信インターフェースと、を備えるノイズ計算装置である。
これにより、ノイズ付与処理において、処理対象特定データを切り替えることを可能とするノイズ計算装置を実現することができる。
これにより、ノイズ付与処理において、処理対象特定データを切り替えることを可能とするノイズ計算装置を実現することができる。
【0024】
第７の発明は、第１から第４のいずれかの発明である通信処理システムに用いられる端末装置である。
【0025】
これにより、第１から第４のいずれかの発明と同様の効果を奏する端末装置を実現することができる。
【0026】
第８の発明は、第７の発明であって、ノイズパラメータと、ノイズ付与処理においてノイズを付与する対象とする通信特徴量を示す処理対象特定データとを含むデータをノイズ計算装置から受信し、受信した当該データに基づいて、ノイズ付与処理を実行する端末装置である。
【0027】
これにより、ノイズ付与処理において、処理対象特定データを切り替えることができる端末装置を実現することができる。
【0028】
第９の発明は、第１から第４のいずれかの発明である通信処理システムに用いられる基地局である。
【0029】
これにより、第１から第４のいずれかの発明と同様の効果を奏する基地局を実現することができる。
【0030】
第１０の発明は、第９の発明であって、ノイズパラメータと、ノイズ付与処理においてノイズを付与する対象とする通信特徴量を示す処理対象特定データとを含むデータをノイズ計算装置から受信し、受信した当該データに基づいて、ノイズ付与処理を実行する基地局である。
【0031】
これにより、ノイズ付与処理において、処理対象特定データを切り替えることができる基地局を実現することができる。
【0032】
第１１の発明は、無線通信を行うことができる端末装置とノイズ計算装置と基地局とを備える通信処理システムで用いられる通信処理方法であって、第１ステップと、第２ステップと、第３ステップと、を備える。
【0033】
第１ステップは、通信システムにおける無線リソースの利用率に関する情報である無線リソース利用率データを取得する。
【0034】
第２ステップは、無線リソース利用率データ、および／または、無線通信環境の混雑度および／または無線の伝搬環境に関する情報に基づいて、通信データ列にノイズを付与するノイズ付与処理のノイズ量を決定するためのノイズパラメータを取得する。
【0035】
第３ステップは、当該ノイズパラメータに基づいて通信データ列に付与するノイズ量を決定し、アプリケーションおよび／または通信サービスを実現するために発生する通信データ列に対して、決定したノイズ量によるノイズ付与処理を実行する。
【0036】
これにより、第１の発明と同様の効果を奏する通信処理方法を実現することができる。
【0037】
第１２の発明は、第１１の発明である通信処理方法をコンピュータに実行させるためのプログラムである。
【0038】
これにより、第１の発明と同様の効果を奏する通信処理方法をコンピュータに実行させるためのプログラムを実現することができる。
【発明の効果】
【0039】
本発明によれば、どのような通信状態であっても、通信サービスに大きな影響をもたらすことなく、かつ、通信内容の傍受を行う攻撃等を適切に防止する通信処理システム、ノイズ計算装置、端末装置、基地局、通信処理方法、および、プログラムを実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【0040】
【図1】第１実施形態に係る通信処理システム１０００の概略構成図。
【図2】第１実施形態に係る通信処理システム１０００の端末装置１、基地局２およびノイズ計算装置３の概略構成図。
【図3】第１実施形態に係る通信処理システム１０００の端末装置１のノイズ付与処理部１３の概略構成図。
【図4】第１実施形態に係る通信処理システム１０００で実行される処理のシーケンス図。
【図5】第１実施形態に係る通信処理システム１０００で実行される処理のシーケンス図。
【図6】第２実施形態に係る通信処理システム２０００の概略構成図。
【図7】第２実施形態に係る通信処理システム１０００の端末装置１Ａ、基地局２Ａおよびノイズ計算装置３Ａの概略構成図。
【図8】第２実施形態に係る通信処理システム２０００の端末装置１Ａのノイズ付与処理部１３の概略構成図。
【図9】第２実施形態に係る通信処理システム２０００で実行される処理のシーケンス図。
【図10】第２実施形態に係る通信処理システム２０００で実行される処理のシーケンス図。
【図11】ＣＰＵバス構成を示す図。
【発明を実施するための形態】
【0041】
［第１実施形態］
第１実施形態について、図面を参照しながら、以下、説明する。
第１実施形態について、図面を参照しながら、以下、説明する。
【0042】
＜１．１：通信処理システムの構成＞
図１は、第１実施形態に係る通信処理システム１０００の概略構成図である。
図１は、第１実施形態に係る通信処理システム１０００の概略構成図である。
【0043】
図２は、第１実施形態に係る通信処理システム１０００の端末装置１、基地局２およびノイズ計算装置３の概略構成図である。
【0044】
図３は、第１実施形態に係る通信処理システム１０００の端末装置１のノイズ付与処理部１３の概略構成図である。
【0045】
通信処理システム１０００は、図１に示すように、ｎ個（ｎ：自然数）の端末装置ＵＥ１～ＵＥｎ（便宜上、端末装置ＵＥ１～ＵＥｎのいずれか１つの端末装置を端末装置１とする）と、基地局２と、ノイズ計算装置３と、通信制御装置４と、Ｍ個のサーバＳｖｒ１～ＳｖｒＭ（Ｍ：自然数）とを備える。
【0046】
第１サーバＳｖｒ１～第ＭサーバＳｖｒＭおよび通信制御装置４は、ネットワークＮＷ１（例えば、インターネット）に接続されており、それぞれのサーバおよび／または装置と、互いに通信可能である。また、通信制御装置４と、基地局２と、ノイズ計算装置３とは、所定の通信路またはネットワークを介して接続されており、互いに通信可能である。また、端末装置ＵＥ１～ＵＥｎと、基地局２と、ノイズ計算装置３とは、所定のネットワーク（例えば、無線通信用ネットワーク）を介して接続されており、互いに通信可能である。なお、本実施形態では、説明便宜のため、端末装置ＵＥ１～ＵＥｎと、基地局２と、ノイズ計算装置３とは、無線通信用ネットワークを介して、互いに通信が可能な状態で接続されているものとする。
【0047】
（１．１．１：端末装置）
端末装置１（便宜上、端末装置ＵＥ１～ＵＥｎのいずれか１つの端末装置）は、図２に示すように、アプリ処理部１１と、送信処理部１２と、ノイズ付与処理部１３と、受信処理部１４と、第１通信インターフェースＩＦ１とを備える。
端末装置１（便宜上、端末装置ＵＥ１～ＵＥｎのいずれか１つの端末装置）は、図２に示すように、アプリ処理部１１と、送信処理部１２と、ノイズ付与処理部１３と、受信処理部１４と、第１通信インターフェースＩＦ１とを備える。
【0048】
アプリ処理部１１は、端末装置１で実行される所定のアプリケーションを実行するための処理（例えば、アプリケーション層の処理）を行う機能部であり、受信処理部１４から出力されるデータＤ１５を入力し、当該データＤ１５に基づく処理を実行するとともに、アプリケーションを実行するために必要なデータ（例えば、アプリケーションを実行するために、所定のサーバ（例えば、第１サーバＳｖｒ１～第ＭサーバＳｖｒＭの１または複数のサーバ）に送信する必要があるデータ）を生成し、生成した当該データを、データＤ１１として、送信処理部１２に出力する。
【0049】
送信処理部１２は、アプリ処理部１１から出力されるデータＤ１１を入力し、当該データＤ１１に対して送信処理を実行し、当該データＤ１１を含む送信用データ（例えば、パケットデータ）を生成する。なお、この送信用データは、暗号化されたデータであってもよい。そして、送信処理部１２は、生成した送信用データをデータＤ１２として、ノイズ付与処理部１３に出力する。
【0050】
ノイズ付与処理部１３は、送信処理部１２から出力されるデータＤ１２を入力し、当該データＤ１２に対して、ノイズ付与処理を行う機能部である。ノイズ付与処理部１３は、図３に示すように、通信特徴量取得部１３１と、離散フーリエ変換処理部１３２と、ノイズ生成部１３３と、加算部１３４と、逆離散フーリエ変換処理部１３５と、撹乱処理部１３６とを備える。
【0051】
通信特徴量取得部１３１は、送信処理部１２から出力されるデータＤ１２を入力し、データＤ１２に対して通信特徴量取得処理を行い、所定の期間の通信特徴量を取得する。そして、通信特徴量取得部１３１は、取得した通信特徴量を含むデータを、データＤ＿Ｑとして離散フーリエ変換処理部１３２に出力する。
【0052】
離散フーリエ変換処理部１３２は、通信特徴量取得部１３１から出力されるデータＤ＿Ｑを入力し、データＤ＿Ｑに対して離散フーリエ変換を行い、当該変換後のデータを、データＤ＿Ｆとして、加算部１３４に出力する。
【0053】
ノイズ生成部１３３は、第１通信インターフェースＩＦ１から出力されるデータＤ１＿ｐａｒａｍを入力し、データＤ１＿ｐａｒａｍに含まれるパラメータを用いて、ノイズ生成処理を実行する。そして、ノイズ付与処理部１３は、ノイズ生成処理により生成したデータを、データＤ＿Ｌａｐとして、加算部１３４に出力する。
【0054】
加算部１３４は、離散フーリエ変換処理部１３２から出力されるデータＤ＿Ｆと、ノイズ生成部１３３から出力されるデータＤ＿Ｌａｐを入力し、両データを加算する処理を行う。そして、加算部１３４は、当該加算処理の結果データを、データＤ＿Ｆ’として、逆離散フーリエ変換処理部１３５に出力する。
【0055】
逆離散フーリエ変換処理部１３５は、加算部１３４から出力されるデータＤ＿Ｆ’を入力し、データＤ＿Ｆ’に対して、逆離散フーリエ変換を行い、当該変換後のデータを、データＤ＿Ｑ’として撹乱処理部１３６に出力する。
【0056】
撹乱処理部１３６は、送信処理部１２から出力されるデータＤ１２と、逆離散フーリエ変換処理部１３５から出力されるデータＤ＿Ｑ’とを入力する。撹乱処理部１３６は、データＤ＿Ｑ’に基づいて、データＤ１２に対して撹乱処理を行い、当該撹乱処理後のデータを、データＤ１３として、第１通信インターフェースＩＦ１に出力する。
【0057】
受信処理部１４は、第１通信インターフェースＩＦ１から出力されるデータＤ１４を入力し、当該データＤ１４に対して、受信処理を行う。なお、受信処理部１４は、データＤ１４がノイズ付与されたデータ（例えば、基地局２にて、ノイズ付与処理によりダミーデータが挿入されたデータ）である場合、ノイズ除去処理（例えば、挿入されたダミーデータを削除する処理）を行い、当該ノイズ除去処理後のデータに対して受信処理を行う。そして、受信処理部１４は、当該受信処理後のデータを、データＤ１５として、アプリ処理部１１に出力する。
【0058】
第１通信インターフェースＩＦ１は、基地局２および／またはノイズ計算装置３とデータ送受信を行うための通信インターフェースである。第１通信インターフェースＩＦ１は、ノイズ付与処理部１３から出力されるデータＤ１３を入力し、当該データＤ１３を含む無線通信信号（無線通信により、基地局２および／またはノイズ計算装置３と通信可能な信号）を生成し、生成した当該無線通信信号を送信する（送信先の装置へ送信する）。また、第１通信インターフェースＩＦ１は、外部から無線通信信号を受信し、受信した無線通信信号に含まれるデータを取り出し、当該データに応じて、端末装置１の所定の機能部に出力する。例えば、第１通信インターフェースＩＦ１は、基地局２から送信される無線通信信号Ｄｃｏｍを受信し、受信した無線通信信号Ｄｃｏｍに含まれるデータを取り出し、当該データを、データＤ１４として、受信処理部１４に出力する。また、第１通信インターフェースＩＦ１は、ノイズ計算装置３から送信される無線通信信号Ｄｔｘ＿ｐａｒａｍを受信し、受信した無線通信信号Ｄｔｘ＿ｐａｒａｍに含まれるデータを取り出し、当該データを、データＤ１＿ｐａｒａｍとして、ノイズ付与処理部１３に出力する。
【0059】
（１．１．２：基地局）
基地局２は、図２に示すように、端末側通信インターフェースＩＦ２１と、ＮＷ側通信インターフェースＩＦ２２と、通信処理部２１と、通信状況取得部２２と、送信処理部２３と、ノイズ付与処理部２４と、受信処理部２５と、を備える。
基地局２は、図２に示すように、端末側通信インターフェースＩＦ２１と、ＮＷ側通信インターフェースＩＦ２２と、通信処理部２１と、通信状況取得部２２と、送信処理部２３と、ノイズ付与処理部２４と、受信処理部２５と、を備える。
【0060】
端末側通信インターフェースＩＦ２１は、端末装置１（端末装置ＵＥ１～ＵＥｎ）および／またはノイズ計算装置３とデータ送受信を行うための通信インターフェースである。端末側通信インターフェースＩＦ２１は、通信状況取得部２２から出力されるデータＤ２＿ｒを入力し、当該データＤ２＿ｒを含む無線通信信号（無線通信により、端末装置１（端末装置ＵＥ１～ＵＥｎ）および／またはノイズ計算装置３と通信可能な信号）を生成し、生成した当該無線通信信号を送信する（送信先の装置（ノイズ計算装置３）へ送信する）。また、端末側通信インターフェースＩＦ２１は、ノイズ付与処理部２４から出力されるデータＤ２３を入力し、当該データＤ２３を含む無線通信信号（無線通信により、端末装置１（端末装置ＵＥ１～ＵＥｎ）および／またはノイズ計算装置３と通信可能な信号）を生成し、生成した当該無線通信信号を送信する（送信先の装置へ送信する）。
【0061】
また、端末側通信インターフェースＩＦ２１は、外部から無線通信信号を受信し、受信した無線通信信号に含まれるデータを取り出し、当該データに応じて、基地局２の所定の機能部に出力する。例えば、端末側通信インターフェースＩＦ２１は、端末装置１（端末装置ＵＥ１～ＵＥｎ）から送信される無線通信信号Ｄｃｏｍを受信し、受信した無線通信信号Ｄｃｏｍに含まれるデータを取り出し、当該データを、データＤ２４として、受信処理部２５に出力する。
【0062】
ＮＷ側通信インターフェースＩＦ２２は、通信制御装置４とデータ送受信を行うための通信インターフェースである。ＮＷ側通信インターフェースＩＦ２２は、通信処理部２１出力されるデータを入力し、当該データを含む通信信号（通信制御装置４と接続されている通信路（あるいは、ネットワーク）を介して、通信制御装置４と通信可能な信号）を生成し、生成した当該通信信号を通信制御装置４へ送信する。また、ＮＷ側通信インターフェースＩＦ２２は、通信制御装置４から送信される通信信号を受信し、受信した通信信号に含まれるデータを取り出し、当該データを通信処理部２１に出力する。
【0063】
通信処理部２１は、ＮＷ側通信インターフェースＩＦ２２から出力されるデータを入力し、当該データに応じた通信処理を行う。例えば、ＮＷ側通信インターフェースＩＦ２２から出力されるデータから、送信先を特定し、特定した送信先へ送信するデータを生成し、生成した当該データを、データＤ２１として、通信処理部２１に出力する。また、通信処理部２１は、受信処理部２５から出力されるデータＤ２５を入力し、当該データＤ２５に応じた通信処理を行う。例えば、データＤ２５から、送信先を特定し、特定した送信先へ送信するデータを生成し、生成した当該データをＮＷ側通信インターフェースＩＦ２２に出力する。
【0064】
また、通信処理部２１は、基地局２、端末装置１（端末装置ＵＥ１～ＵＥｎ）が無線通信を行っている無線通信用ネットワークの状況（例えば、無線リソースの利用率ｒ（０≦ｒ≦１））を特定するためのデータを取得し（例えば、基地局２において、送受信される通信データの状況から当該データを取得し）、取得した当該データを、データＤ２６として、通信状況取得部２２に出力する。
【0065】
通信状況取得部２２は、通信処理部２１から出力されるデータＤ２６を入力し、当該データＤ２６から、基地局２、端末装置１（端末装置ＵＥ１～ＵＥｎ）が無線通信を行っている無線通信用ネットワークにおける無線リソースの利用率ｒを取得する。そして、通信状況取得部２２は、取得した無線リソースの利用率ｒを含むデータを、データＤ２＿ｒとして、端末側通信インターフェースＩＦ２１に出力する。
【0066】
送信処理部２３は、通信処理部２１から出力されるデータＤ２１を入力し、当該データＤ２１に対して送信処理を実行し、当該データＤ２１を含む送信用データ（例えば、パケットデータ）を生成する。なお、この送信用データは、暗号化されたデータであってもよい。そして、送信処理部２３は、生成した送信用データをデータＤ２２として、ノイズ付与処理部２４に出力する。
【0067】
ノイズ付与処理部２４は、端末装置１のノイズ付与処理部１３と同様の構成、機能を有している。なお、ノイズ付与処理部２４の入力は、送信処理部２３から出力されるデータＤ２２であり、ノイズ付与処理部２４の出力は、データＤ２３である（図３の括弧で示したデータを参照）。ノイズ付与処理部２４は、データに対して、ノイズ付与処理（ノイズ付与処理部１３と同様の処理）を実行することで、データＤ２３を取得し、取得した当該データＤ２３を、端末側通信インターフェースＩＦ２１に出力する。
【0068】
受信処理部２５は、端末側通信インターフェースＩＦ２１から出力されるデータＤ２４を入力し、当該データＤ２４に対して、受信処理を行う。なお、受信処理部２５は、データＤ２４がノイズ付与されたデータ（例えば、端末装置１にて、ノイズ付与処理によりダミーデータが挿入されたデータ）である場合、ノイズ除去処理（例えば、挿入されたダミーデータを削除する処理）を行い、当該ノイズ除去処理後のデータに対して受信処理を行う。そして、受信処理部２５は、当該受信処理後のデータを、データＤ２５として、通信処理部２１に出力する。
【0069】
（１．１．３：ノイズ計算装置）
ノイズ計算装置３は、図２に示すように、第２通信インターフェースＩＦ３と、傾向分析部３１と、ノイズパラメータ決定部３２とを備える。
ノイズ計算装置３は、図２に示すように、第２通信インターフェースＩＦ３と、傾向分析部３１と、ノイズパラメータ決定部３２とを備える。
【0070】
第２通信インターフェースＩＦ３は、端末装置１（端末装置ＵＥ１～ＵＥｎ）および／または基地局２とデータ送受信を行うための通信インターフェースである。第２通信インターフェースＩＦ３は、外部から無線通信信号を受信し、受信した無線通信信号に含まれるデータを取り出し、当該データに応じて、ノイズ計算装置３の所定の機能部に出力する。例えば、第２通信インターフェースＩＦ３は、端末装置１（端末装置ＵＥ１～ＵＥｎ）および／または基地局２から送信される無線通信信号Ｄｃｏｍを受信し、受信した無線通信信号Ｄｃｏｍに含まれるデータを取得し、取得した当該データを、データＤ３＿ｃｏｍとして、ノイズパラメータ決定部３２に出力する。
【0071】
また、第２通信インターフェースＩＦ３は、ノイズパラメータ決定部３２から出力されるデータＤ３＿ｐａｒａｍを入力し、当該データＤ３＿ｐａｒａｍを含む無線通信信号（無線通信により、端末装置１（端末装置ＵＥ１～ＵＥｎ）および／または基地局２と通信可能な信号）を生成し、生成した当該無線通信信号を送信する（送信先の装置（端末装置１（端末装置ＵＥ１～ＵＥｎ）および／または基地局２）へ送信する）。
【0072】
また、第２通信インターフェースＩＦ３は、通信制御装置４とデータ送受信するための通信インターフェースでもあり、通信制御装置４から出力されるデータＤ＿ＮＷを受信する。そして、第２通信インターフェースＩＦ３は、受信したデータＤ＿ＮＷに含まれる通信の傾向を分析するためのデータを取得し、当該データを、データＤ３＿ＮＷとして、傾向分析部３１に出力する。
【0073】
傾向分析部３１は、第２通信インターフェースＩＦ３から出力されるデータＤ３＿ＮＷを入力し、当該データＤ３＿ＮＷを用いて、通信の傾向を分析する処理を実行し、当該分析処理結果に基づいて、差分プライバシー処理におけるプライバシー強度を示すデータであるプライバシーバジェットεの最大値εｍａｘおよび最小値のデータεｍｉｎ（εｍｉｎ＜εｍａｘ）を取得する。そして、傾向分析部３１は、取得したプライバシーバジェットεの最大値εｍａｘおよび最小値のデータｍｉｎを含むデータを、データＤ３＿εとして、ノイズパラメータ決定部３２に出力する。
【0074】
ノイズパラメータ決定部３２は、第２通信インターフェースＩＦ３から出力されるデータＤ３＿ｒおよびデータＤ３＿ｃｏｍと、ノイズパラメータ決定部３２から出力されるデータＤ３＿εとを入力する。ノイズパラメータ決定部３２は、データＤ３＿ｒ、データＤ３＿ｃｏｍ、および、データＤ３＿εに基づいて、ノイズパラメータλ（ｒ）を決定する処理を実行する。そして、ノイズパラメータ決定部３２は、当該ノイズパラメータ決定処理により取得されたノイズパラメータλ（ｒ）を含むデータを、データＤ３＿ｐａｒａｍとして、第２通信インターフェースＩＦ３に出力する。
【0075】
（１．１．４：通信制御装置、サーバ）
通信制御装置４は、交換局（例えば、５Ｇ（第５世代移動通信システム）の伝送網と、外部のネットワーク（例えば、インターネット）とを接続し、通信を行うための交換局）内に設置される装置（例えば、５Ｇコア装置）であり、ネットワークＮＷ１、基地局２、および、ノイズ計算装置３と通信可能に接続されている。そして、通信制御装置４は、ネットワークＮＷ１、ＲＡＮ（Ｒａｄｉｏ Ａｃｃｅｓｓ Ｎｅｔｗｏｒｋ）（基地局２を含むネットワーク）、サーバ、および／または、端末装置間での通信を制御する機能を有している。また、通信制御装置４は、Ｕ－ｐｌａｎｅ処理機能（ＵＰＦ（Ｕｓｅｒ Ｐｌａｎｅ Ｆｕｎｃｔｉｏｎ（ユーザープレーン機能（ユーザーデータの送受信機能））））、Ｃ－Ｐｌａｎｅ処理機能を有しており、通信制御装置４が管理するネットワークにおける通信の傾向を分析するためのデータを取得することができる。そして、通信制御装置４は、管理するネットワークにおける通信の傾向を分析するためのデータを取得し、取得した当該データを含むデータを、データＤ＿ＮＷとして、ノイズ計算装置３に送信する。
通信制御装置４は、交換局（例えば、５Ｇ（第５世代移動通信システム）の伝送網と、外部のネットワーク（例えば、インターネット）とを接続し、通信を行うための交換局）内に設置される装置（例えば、５Ｇコア装置）であり、ネットワークＮＷ１、基地局２、および、ノイズ計算装置３と通信可能に接続されている。そして、通信制御装置４は、ネットワークＮＷ１、ＲＡＮ（Ｒａｄｉｏ Ａｃｃｅｓｓ Ｎｅｔｗｏｒｋ）（基地局２を含むネットワーク）、サーバ、および／または、端末装置間での通信を制御する機能を有している。また、通信制御装置４は、Ｕ－ｐｌａｎｅ処理機能（ＵＰＦ（Ｕｓｅｒ Ｐｌａｎｅ Ｆｕｎｃｔｉｏｎ（ユーザープレーン機能（ユーザーデータの送受信機能））））、Ｃ－Ｐｌａｎｅ処理機能を有しており、通信制御装置４が管理するネットワークにおける通信の傾向を分析するためのデータを取得することができる。そして、通信制御装置４は、管理するネットワークにおける通信の傾向を分析するためのデータを取得し、取得した当該データを含むデータを、データＤ＿ＮＷとして、ノイズ計算装置３に送信する。
【0076】
第１サーバＳｖｒ１～第ＭサーバＳｖｒＭは、それぞれ、所定のアプリケーションを提供するサーバであり、ネットワークＮＷ１に接続されている。第１サーバＳｖｒ１～第ＭサーバＳｖｒＭは、それぞれ、端末装置（例えば、図１では、端末装置ＵＥ１～ＵＥｎ）との間に通信コネクションを確立させて、端末装置からの要求に応じたアプリケーションを提供するサーバ（アプリケーションサーバ）である。第１サーバＳｖｒ１～第ＭサーバＳｖｒＭは、それぞれ、ネットワークＮＷ１、通信制御装置４、基地局２（ＲＡＮ）を介して、端末装置と通信を行うことができる。
【0077】
＜１．２：通信処理システムの動作＞
以上のように構成された通信処理システム１０００の動作について、以下、説明する。
以上のように構成された通信処理システム１０００の動作について、以下、説明する。
【0078】
【0079】
一般に、無線通信システム下において、多くの端末が接続されている状況および無線の伝搬環境が悪い状況など、通信帯域が各端末装置に十分に割り当てられない環境下においては、サービスの利用により発生する通信の特徴（通信量・通信間隔）が変化する。例えば、動画ストリーミングサービスにおいては、ユーザが利用する端末装置の通信環境、特に利用可能な通信帯域に応じて、コンテンツのフレームレートを下げる・画質を劣化させることで、ストリーミングサービスを継続して利用できるように調整する。そのため、上記のような状況下での通信においては、所定の通信の特徴を検知して攻撃を行う攻撃手法に対しては、当該攻撃方法があらかじめ学習した特徴と異なる特徴を示すこととなり、結果としてコンテンツの特定が困難となることが考えられる。
【0080】
本実施形態の通信処理システム１０００（例えば、無線通信システム）は、上記のような性質に着目し、無線通信システムにおいて、端末装置の同時接続数・無線の電波伝搬環境などの要因により変化する無線通信における無線リソースの利用率に応じて、攻撃対策のために付与するノイズの量を調整することで、攻撃への耐性を劣化させることなく、かつノイズの過度な付与による周波数利用効率の低下を軽減させるものである。
【0081】
【0082】
（ステップＳ１）：
ステップＳ１において、通信制御装置４は、管理するネットワークにおける通信の傾向を分析するためのデータを取得し、取得した当該データを含むデータを、データＤ＿ＮＷとして、ノイズ計算装置３に送信する。
ステップＳ１において、通信制御装置４は、管理するネットワークにおける通信の傾向を分析するためのデータを取得し、取得した当該データを含むデータを、データＤ＿ＮＷとして、ノイズ計算装置３に送信する。
【0083】
ノイズ計算装置３の第２通信インターフェースＩＦ３は、通信制御装置４から送信されるデータＤ＿ＮＷを受信し、受信したデータＤ＿ＮＷに含まれる通信の傾向を分析するためのデータを取得し、当該データを、データＤ３＿ＮＷとして、傾向分析部３１に出力する。
傾向分析部３１は、第２通信インターフェースＩＦ３から出力されるデータＤ３＿ＮＷを用いて、通信の傾向を分析する処理を実行し、当該分析処理結果に基づいて、差分プライバシー処理におけるプライバシー強度を示すデータであるプライバシーバジェットεの最大値εｍａｘおよび最小値のデータｍｉｎを取得する。そして、傾向分析部３１は、取得したプライバシーバジェットεの最大値εｍａｘおよび最小値のデータｍｉｎを含むデータを、データＤ３＿εとして、ノイズパラメータ決定部３２に出力する。
傾向分析部３１は、第２通信インターフェースＩＦ３から出力されるデータＤ３＿ＮＷを用いて、通信の傾向を分析する処理を実行し、当該分析処理結果に基づいて、差分プライバシー処理におけるプライバシー強度を示すデータであるプライバシーバジェットεの最大値εｍａｘおよび最小値のデータｍｉｎを取得する。そして、傾向分析部３１は、取得したプライバシーバジェットεの最大値εｍａｘおよび最小値のデータｍｉｎを含むデータを、データＤ３＿εとして、ノイズパラメータ決定部３２に出力する。
【0084】
（ステップＳ２、ステップＳ３）：
ステップＳ２において、基地局２の通信処理部２１は、基地局２、端末装置１（端末装置ＵＥ１～ＵＥｎ）が無線通信を行っている無線通信用ネットワークの状況（例えば、無線リソースの利用率ｒ）を特定するためのデータを取得し（例えば、基地局２において、送受信される通信データの状況から当該データを取得し）、取得した当該データを、データＤ２６として、通信状況取得部２２に出力する。
ステップＳ２において、基地局２の通信処理部２１は、基地局２、端末装置１（端末装置ＵＥ１～ＵＥｎ）が無線通信を行っている無線通信用ネットワークの状況（例えば、無線リソースの利用率ｒ）を特定するためのデータを取得し（例えば、基地局２において、送受信される通信データの状況から当該データを取得し）、取得した当該データを、データＤ２６として、通信状況取得部２２に出力する。
【0085】
基地局２の通信状況取得部２２は、通信処理部２１から出力されるデータＤ２６から、基地局２、端末装置１（端末装置ＵＥ１～ＵＥｎ）が無線通信を行っている無線通信用ネットワークにおける無線リソースの利用率ｒを取得する。そして、通信状況取得部２２は、取得した無線リソースの利用率ｒを含むデータを、データＤ２＿ｒとして、端末側通信インターフェースＩＦ２１に出力する。
【0086】
端末側通信インターフェースＩＦ２１は、通信状況取得部２２から出力されるデータＤ２＿ｒを入力し、当該データＤ２＿ｒを含む無線通信信号Ｄｔｘ＿ｒを生成し、生成した当該無線通信信号Ｄｔｘ＿ｒを、ノイズ計算装置３に送信する（ステップＳ３）。
【0087】
そして、ノイズ計算装置３の第２通信インターフェースＩＦ３は、基地局２から送信される無線通信信号Ｄｔｘ＿ｒを受信し、無線通信信号Ｄｔｘ＿ｒに含まれる無線リソースの利用率ｒを含むデータを取り出し、取り出したデータを、データＤ３＿ｒとして、ノイズパラメータ決定部３２に出力する（ステップＳ３）。
【0088】
（ステップＳ４）：
ステップＳ４において、ノイズ計算装置３の第２通信インターフェースＩＦ３は、所定期間端末装置１（端末装置ＵＥ１～ＵＥｎ）と基地局２との間で送受信される通信量を検知するために端末装置１（端末装置ＵＥ１～ＵＥｎ）と基地局２との間で送受信される無線通信信号を受信する。そして、ノイズパラメータ決定部３２は、所定期間に第２通信インターフェースＩＦ３により受信した通信データから、所定期間における端末装置１（端末装置ＵＥ１～ＵＥｎ）と基地局２との間で送受信される通信量の時系列データＱ（＝｛Ｑ１，Ｑ２，・・・，Ｑｋ｝）を取得する。なお、通信量の時系列データＱを取得するためのデータは、第２通信インターフェースＩＦ３から、データＤ３＿ｃｏｍとして、ノイズパラメータ決定部３２に出力されるものとする。
ステップＳ４において、ノイズ計算装置３の第２通信インターフェースＩＦ３は、所定期間端末装置１（端末装置ＵＥ１～ＵＥｎ）と基地局２との間で送受信される通信量を検知するために端末装置１（端末装置ＵＥ１～ＵＥｎ）と基地局２との間で送受信される無線通信信号を受信する。そして、ノイズパラメータ決定部３２は、所定期間に第２通信インターフェースＩＦ３により受信した通信データから、所定期間における端末装置１（端末装置ＵＥ１～ＵＥｎ）と基地局２との間で送受信される通信量の時系列データＱ（＝｛Ｑ１，Ｑ２，・・・，Ｑｋ｝）を取得する。なお、通信量の時系列データＱを取得するためのデータは、第２通信インターフェースＩＦ３から、データＤ３＿ｃｏｍとして、ノイズパラメータ決定部３２に出力されるものとする。
【0089】
（ステップＳ５、Ｓ６）：
ステップＳ５において、ノイズパラメータ決定処理が実行される。具体的には、以下の処理が実行される。
ステップＳ５において、ノイズパラメータ決定処理が実行される。具体的には、以下の処理が実行される。
【0090】
ノイズ計算装置３のノイズパラメータ決定部３２は、下記数式に相当する処理を行い、プライバシーバジェットε（ｒ）を取得する。
εｍａｘ：プライバシーバジェットεのとり得る最大値（データＤ３＿εに含まれるデータ）
εｍｉｎ：プライバシーバジェットεのとり得る最小値（データＤ３＿εに含まれるデータ）
ｒ：無線リソースの利用率（０≦ｒ≦１）（データＤ３＿ｒに含まれるデータ）
そして、ノイズパラメータ決定部３２は、下記数式に相当する処理を行い、ノイズパラメータλ（ｒ）を取得する。
なお、Δ２（Ｑ）は、所定期間の通信量の時系列データＱ（＝｛Ｑ１，Ｑ２，・・・，Ｑｋ｝）のＬ２感度（Ｌ２ ｓｅｎｓｉｔｉｖｉｔｙ）である。すなわち、下記数式に示すように、Δ２（Ｑ）は、所定期間の通信量の時系列データＱ（＝｛Ｑ１，Ｑ２，・・・，Ｑｋ｝）において、任意のＱｉ，Ｑｊ’∈Ｑ（ｉ，ｊ：整数、１≦ｉ≦ｋ，１≦ｊ≦ｋ）（Ｑｉ，Ｑｊ’は、時系列データＱに含まれる互いに異なるデータ（異なる要素のデータ）である）に対して、｜Ｑｉ－Ｑｊ’｜２≦Δ２（Ｑ）を満たす最小値（時系列データＱに含まれる２つの要素間のＬ２ノルムの最小値）である。
ｋ：時系列データの個数
そして、ノイズパラメータ決定部３２は、上記処理により取得したノイズパラメータλ（ｒ）を含むデータを、データＤ３＿ｐａｒａｍとして、第２通信インターフェースＩＦ３に出力する。そして、第２通信インターフェースＩＦ３は、データＤ３＿ｐａｒａｍを含む無線通信信号Ｄｔｘ＿ｐａｒａｍを生成し、当該無線通信信号Ｄｔｘ＿ｐａｒａｍを、端末装置１および基地局２に送信する（ステップＳ６）。
【数1】
εｍｉｎ：プライバシーバジェットεのとり得る最小値（データＤ３＿εに含まれるデータ）
ｒ：無線リソースの利用率（０≦ｒ≦１）（データＤ３＿ｒに含まれるデータ）
そして、ノイズパラメータ決定部３２は、下記数式に相当する処理を行い、ノイズパラメータλ（ｒ）を取得する。
【数2】
【数3】
そして、ノイズパラメータ決定部３２は、上記処理により取得したノイズパラメータλ（ｒ）を含むデータを、データＤ３＿ｐａｒａｍとして、第２通信インターフェースＩＦ３に出力する。そして、第２通信インターフェースＩＦ３は、データＤ３＿ｐａｒａｍを含む無線通信信号Ｄｔｘ＿ｐａｒａｍを生成し、当該無線通信信号Ｄｔｘ＿ｐａｒａｍを、端末装置１および基地局２に送信する（ステップＳ６）。
【0091】
そして、端末装置１および基地局２は、ノイズ計算装置３から送信される無線通信信号Ｄｔｘ＿ｐａｒａｍを、それぞれ、第１通信インターフェースＩＦ１、端末側通信インターフェースＩＦ２１により受信する。そして、端末装置１の第１通信インターフェースＩＦ１は、ノイズパラメータλ（ｒ）を含むデータＤ１＿ｐａｒａｍを、ノイズ付与処理部１３に出力し、基地局２の端末側通信インターフェースＩＦ２１は、ノイズパラメータλ（ｒ）を含むデータＤ２＿ｐａｒａｍを、ノイズ付与処理部２４に出力する（ステップＳ６）。
【0092】
（ステップＳ７）：
ステップＳ７において、端末装置１のノイズ付与処理部１３の通信特徴量取得部１３１は、送信処理部１２から出力されるデータＤ１２を入力し、データＤ１２に対して通信特徴量取得処理を行い、所定の期間の通信特徴量を取得する。具体的には、通信特徴量取得部１３１は、送信処理部１２から出力されるデータＤ１２から、所定の期間の通信量（通信処理部２１からノイズ付与処理部１３に出力されるデータの通信量）の時系列データＱ（＝｛Ｑ１，Ｑ２，・・・，Ｑｋ｝）を取得する。
ステップＳ７において、端末装置１のノイズ付与処理部１３の通信特徴量取得部１３１は、送信処理部１２から出力されるデータＤ１２を入力し、データＤ１２に対して通信特徴量取得処理を行い、所定の期間の通信特徴量を取得する。具体的には、通信特徴量取得部１３１は、送信処理部１２から出力されるデータＤ１２から、所定の期間の通信量（通信処理部２１からノイズ付与処理部１３に出力されるデータの通信量）の時系列データＱ（＝｛Ｑ１，Ｑ２，・・・，Ｑｋ｝）を取得する。
【0093】
そして、通信特徴量取得部１３１は、上記により取得した通信特徴量（時系列データＱ）を含むデータを、データＤ＿Ｑとして離散フーリエ変換処理部１３２に出力する。
【0094】
（ステップＳ８）：
ステップＳ８において、離散フーリエ変換処理部１３２は、通信特徴量取得部１３１から出力されるデータＤ＿Ｑを入力し、データＤ＿Ｑから、時系列データＱを取り出し、当該時系列データＱ（＝｛Ｑ１，Ｑ２，・・・，Ｑｋ｝）に対して離散フーリエ変換を行う。つまり、離散フーリエ変換処理部１３２は、下記数式に相当する処理を行うことで、離散フーリエ変換データＦ（＝｛Ｆ１，Ｆ２，・・・，Ｆｋ｝）を取得する。
ｊ：整数、１≦ｊ≦ｋ
そして、離散フーリエ変換処理部１３２は、当該離散フーリエ変換後のデータを、データＤ＿Ｆとして、加算部１３４に出力する。
ステップＳ８において、離散フーリエ変換処理部１３２は、通信特徴量取得部１３１から出力されるデータＤ＿Ｑを入力し、データＤ＿Ｑから、時系列データＱを取り出し、当該時系列データＱ（＝｛Ｑ１，Ｑ２，・・・，Ｑｋ｝）に対して離散フーリエ変換を行う。つまり、離散フーリエ変換処理部１３２は、下記数式に相当する処理を行うことで、離散フーリエ変換データＦ（＝｛Ｆ１，Ｆ２，・・・，Ｆｋ｝）を取得する。
【数4】
そして、離散フーリエ変換処理部１３２は、当該離散フーリエ変換後のデータを、データＤ＿Ｆとして、加算部１３４に出力する。
【0095】
また、ノイズ付与処理部１３のノイズ生成部１３３は、第１通信インターフェースＩＦ１を介して、ノイズ計算装置３から送信されたノイズパラメータλ（ｒ）を含むデータＤ１＿ｐａｒａｍを入力し、当該データＤ１＿ｐａｒａｍからノイズパラメータλ（ｒ）を取得する。
【0096】
そして、ノイズ生成部１３３は、下記数式に相当する処理を行い、ラプラス分布に基づくノイズＬａｐ（λ（ｒ））を生成し、生成したラプラス分布に基づくノイズＬａｐ（λ（ｒ））を含むデータを、データＤ＿Ｌａｐとして、加算部１３４に出力する。なお、Ｌａｐ（λ）は、尺度（スケール）λ、位置（ロケーション）μ＝０のラプラス分布に基づいて生成される乱数を表す。
【0097】
（ステップＳ９）：
ステップＳ９において、加算部１３４は、離散フーリエ変換処理部１３２から出力されるデータＤ＿Ｆ（＝Ｆ＝｛Ｆ１，Ｆ２，・・・，Ｆｋ｝）と、ノイズ生成部１３３から出力されるデータＤ＿Ｌａｐ（＝Ｌａｐ（λ（ｒ）））を入力し、両データを加算する処理を行う。つまり、加算部１３４は、下記数式に相当する処理を実行することで、ノイズ付与後データＦ’（＝｛Ｆ１’，Ｆ２’，・・・，Ｆｋ’｝）を取得する。
そして、加算部１３４は、上記により取得したノイズ付与後データＦ’（＝｛Ｆ１’，Ｆ２’，・・・，Ｆｋ’｝）を、データＤ＿Ｆ’として、逆離散フーリエ変換処理部１３５に出力する。
ステップＳ９において、加算部１３４は、離散フーリエ変換処理部１３２から出力されるデータＤ＿Ｆ（＝Ｆ＝｛Ｆ１，Ｆ２，・・・，Ｆｋ｝）と、ノイズ生成部１３３から出力されるデータＤ＿Ｌａｐ（＝Ｌａｐ（λ（ｒ）））を入力し、両データを加算する処理を行う。つまり、加算部１３４は、下記数式に相当する処理を実行することで、ノイズ付与後データＦ’（＝｛Ｆ１’，Ｆ２’，・・・，Ｆｋ’｝）を取得する。
【数5】
【0098】
（ステップＳ１０）：
ステップＳ１０において、逆離散フーリエ変換処理部１３５は、加算部１３４から出力されるデータＤ＿Ｆ’（＝Ｆ’＝｛Ｆ１’，Ｆ２’，・・・，Ｆｋ’｝）を入力し、データＤ＿Ｆ’に対して、逆離散フーリエ変換を行う。つまり、逆離散フーリエ変換処理部１３５は、下記数式に相当する処理を行うことで、逆離散フーリエ変換データＱ’（＝｛Ｑ１’，Ｑ２’，・・・，Ｑｋ’｝）を取得する。
ｊ：整数、１≦ｊ≦ｋ
そして、逆離散フーリエ変換処理部１３５は、上記処理により取得された逆離散フーリエ変換データＱ’（＝｛Ｑ１’，Ｑ２’，・・・，Ｑｋ’｝）を、データＤ＿Ｑ’として撹乱処理部１３６に出力する。
ステップＳ１０において、逆離散フーリエ変換処理部１３５は、加算部１３４から出力されるデータＤ＿Ｆ’（＝Ｆ’＝｛Ｆ１’，Ｆ２’，・・・，Ｆｋ’｝）を入力し、データＤ＿Ｆ’に対して、逆離散フーリエ変換を行う。つまり、逆離散フーリエ変換処理部１３５は、下記数式に相当する処理を行うことで、逆離散フーリエ変換データＱ’（＝｛Ｑ１’，Ｑ２’，・・・，Ｑｋ’｝）を取得する。
【数6】
そして、逆離散フーリエ変換処理部１３５は、上記処理により取得された逆離散フーリエ変換データＱ’（＝｛Ｑ１’，Ｑ２’，・・・，Ｑｋ’｝）を、データＤ＿Ｑ’として撹乱処理部１３６に出力する。
【0099】
（ステップＳ１１）：
ステップＳ１１において、撹乱処理部１３６は、送信処理部１２から出力されるデータＤ１２と、逆離散フーリエ変換処理部１３５から出力されるデータＤ＿Ｑ’とを入力する。撹乱処理部１３６は、データＤ＿Ｑ’に基づいて、データＤ１２に対して撹乱処理を行う。具体的には、撹乱処理部１３６は、所定期間の通信量がＱ’となるように、例えば、ダミーデータ（あるいはパディングデータ）を挿入する。例えば、データＤ１２から通信量Ｑｉ（０≦ｉ≦ｋ）が取得された期間をＴｉ（０≦ｉ≦ｋ）とすると、撹乱処理部１３６は、期間Ｔｉにおける通信量がＱｉ’となるように、期間Ｔｉにおいて、ダミーデータ（あるいはパディングデータ）を挿入する。例えば、データＤ１２が、通信量Ｑｉ（０≦ｉ≦ｋ）が取得された期間Ｔｉにおいて、データ数（例えば、パケット数）が８個であるデータであるとし、逆離散フーリエ変換処理部１３５により取得された通信量Ｑｉ’が、データ数（例えば、パケット数）が１０個（＝８＋２（２個分がラプラス分布から取得されたノイズに相当））に相当する通信量であるとすると、撹乱処理部１３６は、期間Ｔｉにおける通信量がＱｉ’となるように、期間Ｔｉにおいて、ダミーデータ（あるいはパディングデータ）を２個挿入する。
ステップＳ１１において、撹乱処理部１３６は、送信処理部１２から出力されるデータＤ１２と、逆離散フーリエ変換処理部１３５から出力されるデータＤ＿Ｑ’とを入力する。撹乱処理部１３６は、データＤ＿Ｑ’に基づいて、データＤ１２に対して撹乱処理を行う。具体的には、撹乱処理部１３６は、所定期間の通信量がＱ’となるように、例えば、ダミーデータ（あるいはパディングデータ）を挿入する。例えば、データＤ１２から通信量Ｑｉ（０≦ｉ≦ｋ）が取得された期間をＴｉ（０≦ｉ≦ｋ）とすると、撹乱処理部１３６は、期間Ｔｉにおける通信量がＱｉ’となるように、期間Ｔｉにおいて、ダミーデータ（あるいはパディングデータ）を挿入する。例えば、データＤ１２が、通信量Ｑｉ（０≦ｉ≦ｋ）が取得された期間Ｔｉにおいて、データ数（例えば、パケット数）が８個であるデータであるとし、逆離散フーリエ変換処理部１３５により取得された通信量Ｑｉ’が、データ数（例えば、パケット数）が１０個（＝８＋２（２個分がラプラス分布から取得されたノイズに相当））に相当する通信量であるとすると、撹乱処理部１３６は、期間Ｔｉにおける通信量がＱｉ’となるように、期間Ｔｉにおいて、ダミーデータ（あるいはパディングデータ）を２個挿入する。
【0100】
そして、撹乱処理部１３６は、ダミーデータを挿入した後のデータ（通信量がＱ’となったデータ）をデータＤ１３として第１通信インターフェースＩＦ１に出力する。
【0101】
なお、ステップＳ８～Ｓ１１において、基地局２のノイズ付与処理部２４においても、上記の端末装置１のノイズ付与処理部１３で実行された処理と同様の処理（上記ステップＳ８～Ｓ１１で説明したのと同様の処理）が実行される。なお、基地局２のノイズ付与処理部２４での処理では、上記で説明した端末装置１のノイズ付与処理部１３のデータＤ１２がデータＤ２２であり、データＤ１＿ｐａｒａｍがデータＤ２＿ｐａｒａｍであり、データＤ１３がデータＤ２３である。
【0102】
（ステップＳ１２）：
ステップＳ１２において、端末装置１の第１通信インターフェースＩＦ１は、撹乱処理部１３６からのデータＤ１３から、無線通信信号を生成し、当該無線通信信号を基地局２に送信する。
ステップＳ１２において、端末装置１の第１通信インターフェースＩＦ１は、撹乱処理部１３６からのデータＤ１３から、無線通信信号を生成し、当該無線通信信号を基地局２に送信する。
【0103】
基地局２は、端末装置１から送信される当該無線通信信号を受信する。なお、基地局２の受信処理部２５は、端末装置１から送信される当該無線通信信号に含まれるデータＤ２４（ノイズ付与されたデータ）に対して、ノイズ除去処理（例えば、ダミーデータを除去する処理）を行い、当該ノイズ除去処理後のデータに対して受信処理を行う。そして、基地局２は、端末装置１から送信されたデータを所定の宛先（送信先）に送信されるように通信処理を行う（例えば、送信先が所定のサーバである場合、当該サーバに端末装置１から送信されたデータが到達するように、通信制御装置４、ネットワークＮＷを介して、データ送信を行う）。
【0104】
（ステップＳ１３）：
ステップＳ１３において、基地局２の端末側通信インターフェースＩＦ２１は、ノイズ付与処理部２４から出力されるデータＤ２３から、無線通信信号を生成し、当該無線通信信号を基地局２に送信する。
ステップＳ１３において、基地局２の端末側通信インターフェースＩＦ２１は、ノイズ付与処理部２４から出力されるデータＤ２３から、無線通信信号を生成し、当該無線通信信号を基地局２に送信する。
【0105】
そして、端末装置１は、基地局２から送信される当該無線通信信号を受信し、受信処理部２５、アプリ処理部１１での処理を実行することで、所定の処理（例えば、所定のアプリケーションを実現する処理）を行う。なお、端末装置１の受信処理部１４は、基地局２から送信される当該無線通信信号に含まれるデータＤ１４（ノイズ付与されたデータ）に対して、ノイズ除去処理（例えば、ダミーデータを除去する処理）を行い、当該ノイズ除去処理後のデータに対して受信処理を行う。
【0106】
通信処理システム１０００において、通信傾向分析の処理（ステップＳ１の処理）、無線リソースの利用率ｒの取得処理（ステップＳ２の処理）は、それぞれ、所定の周期で実行するものであってもよい。また、通信処理システム１０００において、（１）通信制御装置４により取得されるデータＤ＿ＮＷにより、通信状況が大きく変化した場合（例えば、通信制御装置４により取得される通信状況を示す指標値の変化量が所定の閾値を超えた場合）、および／または、（２）無線リソースの利用率ｒが大きく変化した場合（例えば、基地局２により取得される無線リソースの利用率ｒの変化量が所定の閾値を超えた場合）、ノイズパラメータλ（ｒ）を取得（更新）する処理を行い、さらに、端末装置１（ＵＥ１～ＵＥｎ）および／または基地局２にて、取得（更新）されたノイズパラメータλ（ｒ）によるノイズ付与処理を行うようにしてもよい。
【0107】
このようにすることで、通信処理システム１０００では、端末装置の同時接続数・無線の電波伝搬環境などの要因により変化する無線通信における無線リソースの利用率ｒに応じて、ノイズパラメータλ（ｒ）を調整し、ノイズ付与処理におけるノイズ付与量（データ撹乱の程度）を調整することができる。つまり、通信処理システム１０００では、無線リソースの利用率ｒが高い程（「１」に近い程）、プライバシーバジェットε（ｒ）（＝εｍａｘ×ｒ２＋εｍｉｎ×（１－ｒ）２）の値が大きくなり、ノイズパラメータλ（ｒ）（＝ｓｑｒｔ（ｋ）×Δ２（Ｑ）／ε（ｒ））の値が小さくなる。そして、このとき（ノイズパラメータλ（ｒ）が小さいとき）、ラプラス分布に基づく乱数Ｌａｐ（λ（ｒ））の値が小さくなるので、ノイズ付与処理におけるノイズ付与量（データ撹乱の程度）が小さくなる。つまり、通信処理システム１０００では、無線リソースの利用率ｒが高い場合、通信が逼迫状態に近いので、ノイズ付与処理におけるノイズ付与量（データ撹乱の程度）を小さくして、通信サービスを実現するための通信を優先し（優先的に無線リソースを割り当て）、通信サービスを実現するための通信が途絶されないようにする（通信サービスが継続して利用できるように保証する）。一方、通信処理システム１０００では、無線リソースの利用率ｒが低い場合、通信が逼迫状態から遠い状態（通信量が少ない状態）であるので、ノイズ付与処理におけるノイズ付与量（データ撹乱の程度）を大きくして、通信サービスを実現するための通信が確保されることを保証しつつ、通信データの撹乱処理を行い、通信内容の傍受を行う攻撃等への耐性を高める。
【0108】
以上のように、通信処理システム１０００では、端末装置の同時接続数・無線の電波伝搬環境などの要因により変化する無線通信における無線リソースの利用率ｒに応じて、ノイズパラメータλ（ｒ）を調整し、ノイズ付与処理におけるノイズ付与量（データ撹乱の程度）を調整することができる。したがって、通信処理システム１０００では、攻撃への耐性を劣化させることなく、かつノイズの過度な付与による周波数利用効率の低下を軽減させることができる。すなわち、通信処理システム１０００では、どのような通信状態であっても、通信サービスに大きな影響をもたらすことなく、かつ、通信内容の傍受を行う攻撃等を適切に防止することができる。
【0109】
さらに、通信処理システム１０００では、（数式１）～（数式３）を満たすように、ノイズパラメータλ（ｒ）が決定され、（数式４）～（数式６）に相当する処理を行い取得した逆離散フーリエ変換データＱ’に基づく撹乱処理を行うため、プライバシーバジェットε＝ε（ｒ）であるε－差分プライバシーが保証される。つまり、通信処理システム１０００では、無線リソースを過度に消費することなく、通信処理システム１０００の利用者（端末装置１（ＵＥ１～ＵＥｎ）の利用者）に対して適切なプライバシー保護（プライバシーバジェットε＝ε（ｒ）であるε－差分プライバシーによる保護）を提供（保証）することができる。
【0110】
［第２実施形態］
次に、第２実施形態について、説明する。なお、上記実施形態と同様の部分については、同一符号を付し、詳細な説明を省略する。
次に、第２実施形態について、説明する。なお、上記実施形態と同様の部分については、同一符号を付し、詳細な説明を省略する。
【0111】
＜２．１：通信処理システムの構成＞
図６は、第２実施形態に係る通信処理システム２０００の概略構成図である。
図６は、第２実施形態に係る通信処理システム２０００の概略構成図である。
【0112】
図７は、第２実施形態に係る通信処理システム１０００の端末装置１Ａ、基地局２Ａおよびノイズ計算装置３Ａの概略構成図である。
【0113】
図８は、第２実施形態に係る通信処理システム２０００の端末装置１Ａのノイズ付与処理部１３の概略構成図である。
【0114】
第２実施形態の通信処理システム２０００は、第１実施形態の通信処理システム１０００において、端末装置１（ＵＥ１～ＵＥｎ）を端末装置１Ａに置換し、基地局２を基地局２Ａに置換し、ノイズ計算装置３をノイズ計算装置３Ａに置換した構成を有している。それ以外については、第２実施形態の通信処理システム２０００は、第１実施形態の通信処理システム１０００は同様である。
【0115】
端末装置１Ａは、第１実施形態の端末装置１において、ノイズ付与処理部１３をノイズ付与処理部１３Ａに置換した構成を有している。
【0116】
ノイズ付与処理部１３Ａは、図８に示すように、第１実施形態のノイズ付与処理部１３において、通信特徴量取得部１３１を通信特徴量取得部１３１Ａに置換し、撹乱処理部１３６を撹乱処理部１３６Ａに置換し、さらに、パラメータ取得部１３７を追加した構成を有している。
【0117】
パラメータ取得部１３７は、第１通信インターフェースＩＦ１から出力されるデータＤ１＿ｐａｒａｍを入力し、当該データＤ１＿ｐａｒａｍに含まれるノイズパラメータλ（ｒ）および処理対象とする通信特徴量を特定するデータｆｅａｔとを取得する。そして、パラメータ取得部１３７は、取得したパラメータλ（ｒ）をノイズ生成部１３３に出力するとともに、取得したデータｆｅａｔを含むデータを、データＤ＿ｆｅａｔとして、撹乱処理部１３６Ａに出力する。
【0118】
通信特徴量取得部１３１Ａは、第１実施形態の通信特徴量取得部１３１と同様の機能を有しており、さらに、パラメータ取得部１３７から出力されるデータＤ＿ｆｅａｔを入力し、当該データＤ＿ｆｅａｔからデータｆｅａｔを取り出し、当該データｆｅａｔで特定される通信特徴量を取得対象の通信特徴量Ｑに設定する。そして、通信特徴量取得部１３１Ａは、処理対象を設定した通信特徴量Ｑとして、第１実施形態と同様に通信特徴量Ｑを取得する処理を行い、処理後のデータを、データＤ＿Ｑとして、離散フーリエ変換処理部１３２に出力する。
【0119】
撹乱処理部１３６Ａは、第１実施形態の撹乱処理部１３６と同様の機能を有しており、さらに、パラメータ取得部１３７から出力されるデータＤ＿ｆｅａｔを入力し、当該データＤ＿ｆｅａｔからデータｆｅａｔを取り出し、当該データｆｅａｔで特定される通信特徴量を取得対象の通信特徴量Ｑに設定する。そして、撹乱処理部１３６Ａは、処理対象を設定した通信特徴量Ｑとして、第１実施形態と同様にデータ撹乱処理を行い、データ撹乱処理後のデータを、データＤ１３として、第１通信インターフェースＩＦ１に出力する。
【0120】
基地局２Ａは、第１実施形態の基地局２において、ノイズ付与処理部２４をノイズ付与処理部２４Ａに置換した構成を有している。
【0121】
ノイズ付与処理部２４Ａは、端末装置１Ａのノイズ付与処理部１３Ａと同様の機能、構成を有している。
【0122】
ノイズ計算装置３Ａは、第１実施形態のノイズ計算装置３において、ノイズパラメータ決定部３２をノイズパラメータ決定部３２Ａに置換した構成を有している。
【0123】
ノイズパラメータ決定部３２Ａは、第１実施形態のノイズパラメータ決定部３２と同様の機能を有しており、さらに、端末装置１Ａおよび基地局２Ａで実行されるノイズ付与処理の対象とする通信特徴量を指定するデータｆｅａｔを取得する機能を有している。ノイズパラメータ決定部３２Ａは、ノイズパラメータ決定部３２と同様の処理を実行することで、ノイズパラメータλ（ｒ）を取得し、さらに、無線リソースの利用率ｒに基づいて、端末装置１Ａおよび基地局２Ａで実行されるノイズ付与処理の対象とする通信特徴量を指定するデータｆｅａｔを決定する。そして、ノイズパラメータ決定部３２Ａは、上記により取得したノイズパラメータλ（ｒ）およびデータｆｅａｔを含むデータを、データＤ３＿ｐａｒａｍとして、第２通信インターフェースＩＦ３に出力する。
【0124】
＜２．２：通信処理システムの動作＞
以上のように構成された通信処理システム２０００の動作について、以下、説明する。
以上のように構成された通信処理システム２０００の動作について、以下、説明する。
【0125】
【0126】
第２実施形態の通信処理システム２０００では、（１）無線リソースの利用率ｒが所定の値ｔｈ１以下である場合、ノイズ付与処理においてノイズを付与する対象（データ撹乱処理の対象）とする通信特徴量を通信量とし、（２）無線リソースの利用率ｒが所定の値ｔｈ１を超えた場合、ノイズ付与処理においてノイズを付与する対象（データ撹乱処理の対象）とする通信特徴量を通信間隔とする（通信量から通信間隔に変更する）。
【0127】
【0128】
（ステップＳ１～Ｓ４）：
ステップＳ１～Ｓ４の処理は、第１実施形態のステップＳ１～Ｓ４の処理と同様である。
ステップＳ１～Ｓ４の処理は、第１実施形態のステップＳ１～Ｓ４の処理と同様である。
【0129】
（ステップＳ５Ａ、Ｓ６Ａ）：
ステップＳ５Ａにおいて、ノイズ計算装置３Ａのノイズパラメータ決定部３２Ａは、第１実施形態のステップＳ５と同様の処理を実行する。さらに、ノイズパラメータ決定部３２Ａは、無線リソースの利用率ｒと所定の値ｔｈ１（この所定の値ｔｈ１は、ノイズ計算装置３Ａの内部の記憶部（不図示）に予め記憶保持されている、あるいは、外部から設定される値であるものとする）とを比較する。
ステップＳ５Ａにおいて、ノイズ計算装置３Ａのノイズパラメータ決定部３２Ａは、第１実施形態のステップＳ５と同様の処理を実行する。さらに、ノイズパラメータ決定部３２Ａは、無線リソースの利用率ｒと所定の値ｔｈ１（この所定の値ｔｈ１は、ノイズ計算装置３Ａの内部の記憶部（不図示）に予め記憶保持されている、あるいは、外部から設定される値であるものとする）とを比較する。
【0130】
そして、（１）無線リソースの利用率ｒが所定の値ｔｈ１以下である場合、ノイズパラメータ決定部３２Ａは、ノイズ付与処理においてノイズを付与する対象（データ撹乱処理の対象）とする通信特徴量を通信量とすることを示すデータｆｅａｔを生成する。一方、（２）無線リソースの利用率ｒが所定の値ｔｈ１を超えている場合、ノイズパラメータ決定部３２Ａは、ノイズ付与処理においてノイズを付与する対象（データ撹乱処理の対象）とする通信特徴量を通信間隔とすることを示すデータｆｅａｔを生成する。
【0131】
そして、ノイズパラメータ決定部３２Ａは、上記により生成したデータｆｅａｔと、ノイズパラメータλ（ｒ）とを含むデータを、データＤ３＿ｐａｒａｍとして、第２通信インターフェースＩＦ３に出力し、第２通信インターフェースＩＦ３は、当該データＤ３＿ｐａｒａｍを含む無線通信信号Ｄｔｘ＿ｐａｒａｍを端末装置１Ａおよび基地局２Ａに送信する（ステップＳ６Ａ）。
【0132】
そして、端末装置１Ａおよび基地局２Ａは、ノイズ計算装置３Ａから送信される無線通信信号Ｄｔｘ＿ｐａｒａｍを、それぞれ、第１通信インターフェースＩＦ１、端末側通信インターフェースＩＦ２１により受信する。そして、端末装置１Ａの第１通信インターフェースＩＦ１は、ノイズパラメータλ（ｒ）、データｆｅａｔを含むデータＤ１＿ｐａｒａｍを、ノイズ付与処理部１３Ａに出力し、基地局２Ａの端末側通信インターフェースＩＦ２１は、ノイズパラメータλ（ｒ）、データｆｅａｔを含むデータＤ２＿ｐａｒａｍを、ノイズ付与処理部２４Ａに出力する（ステップＳ６Ａ）。
【0133】
（ステップＳ７０）：
ステップＳ７０において、端末装置１Ａのパラメータ取得部１３７は、第１通信インターフェースＩＦ１から出力されるデータＤ１＿ｐａｒａｍを入力し、当該データＤ１＿ｐａｒａｍに含まれるノイズパラメータλ（ｒ）および処理対象とする通信特徴量を特定するデータｆｅａｔとを取得する。そして、パラメータ取得部１３７は、取得したパラメータλ（ｒ）をノイズ生成部１３３に出力するとともに、取得したデータｆｅａｔを含むデータを、データＤ＿ｆｅａｔとして、撹乱処理部１３６Ａに出力する。
ステップＳ７０において、端末装置１Ａのパラメータ取得部１３７は、第１通信インターフェースＩＦ１から出力されるデータＤ１＿ｐａｒａｍを入力し、当該データＤ１＿ｐａｒａｍに含まれるノイズパラメータλ（ｒ）および処理対象とする通信特徴量を特定するデータｆｅａｔとを取得する。そして、パラメータ取得部１３７は、取得したパラメータλ（ｒ）をノイズ生成部１３３に出力するとともに、取得したデータｆｅａｔを含むデータを、データＤ＿ｆｅａｔとして、撹乱処理部１３６Ａに出力する。
【0134】
（ステップＳ７Ａ）：
ステップＳ７Ａにおいて、通信特徴量取得部１３１Ａは、パラメータ取得部１３７から出力されるデータＤ＿ｆｅａｔを入力し、当該データＤ＿ｆｅａｔからデータｆｅａｔを取り出し、当該データｆｅａｔで特定される通信特徴量を取得対象の通信特徴量Ｑに設定する。そして、通信特徴量取得部１３１Ａは、処理対象を設定した通信特徴量Ｑとして、第１実施形態と同様に通信特徴量Ｑを取得する処理を行い、処理後のデータを、データＤ＿Ｑとして、離散フーリエ変換処理部１３２に出力する。なお、データＤ＿ｆｅａｔにより設定されている処理対象の通信特徴量Ｑが通信間隔である場合、通信特徴量取得部１３１Ａは、送信処理部１２から出力されるデータＤ１２から、所定の期間の通信間隔（通信処理部２１からノイズ付与処理部１３に出力されるデータの通信間隔）の時系列データＱ（＝｛Ｑ１，Ｑ２，・・・，Ｑｋ｝）を取得する。そして、通信特徴量取得部１３１Ａは、上記により取得した通信特徴量（時系列データＱ）を含むデータを、データＤ＿Ｑとして離散フーリエ変換処理部１３２に出力する。
ステップＳ７Ａにおいて、通信特徴量取得部１３１Ａは、パラメータ取得部１３７から出力されるデータＤ＿ｆｅａｔを入力し、当該データＤ＿ｆｅａｔからデータｆｅａｔを取り出し、当該データｆｅａｔで特定される通信特徴量を取得対象の通信特徴量Ｑに設定する。そして、通信特徴量取得部１３１Ａは、処理対象を設定した通信特徴量Ｑとして、第１実施形態と同様に通信特徴量Ｑを取得する処理を行い、処理後のデータを、データＤ＿Ｑとして、離散フーリエ変換処理部１３２に出力する。なお、データＤ＿ｆｅａｔにより設定されている処理対象の通信特徴量Ｑが通信間隔である場合、通信特徴量取得部１３１Ａは、送信処理部１２から出力されるデータＤ１２から、所定の期間の通信間隔（通信処理部２１からノイズ付与処理部１３に出力されるデータの通信間隔）の時系列データＱ（＝｛Ｑ１，Ｑ２，・・・，Ｑｋ｝）を取得する。そして、通信特徴量取得部１３１Ａは、上記により取得した通信特徴量（時系列データＱ）を含むデータを、データＤ＿Ｑとして離散フーリエ変換処理部１３２に出力する。
【0135】
（ステップＳ８Ａ～Ｓ１０Ａ）：
ステップＳ８Ａ～Ｓ１０Ａでは、ステップＳ７Ａで設定された通信特徴量Ｑに対して、第１実施形態のＳ８～Ｓ１０と同様の処理が実行される。
ステップＳ８Ａ～Ｓ１０Ａでは、ステップＳ７Ａで設定された通信特徴量Ｑに対して、第１実施形態のＳ８～Ｓ１０と同様の処理が実行される。
【0136】
（ステップＳ１１Ａ）：
ステップＳ１１Ａにおいて、撹乱処理部１３６Ａは、パラメータ取得部１３７から出力されるデータＤ＿ｆｅａｔを入力し、当該データＤ＿ｆｅａｔからデータｆｅａｔを取り出し、当該データｆｅａｔで特定される通信特徴量を取得対象の通信特徴量Ｑに設定する。そして、撹乱処理部１３６Ａは、処理対象を設定した通信特徴量Ｑとして、第１実施形態と同様にデータ撹乱処理を行う。
ステップＳ１１Ａにおいて、撹乱処理部１３６Ａは、パラメータ取得部１３７から出力されるデータＤ＿ｆｅａｔを入力し、当該データＤ＿ｆｅａｔからデータｆｅａｔを取り出し、当該データｆｅａｔで特定される通信特徴量を取得対象の通信特徴量Ｑに設定する。そして、撹乱処理部１３６Ａは、処理対象を設定した通信特徴量Ｑとして、第１実施形態と同様にデータ撹乱処理を行う。
【0137】
具体的には、（１）データＤ＿ｆｅａｔで指定されている処理対象の通信特徴量が通信量である場合、撹乱処理部１３６Ａは、第１実施形態と同様の処理を実行する。一方、（２）データＤ＿ｆｅａｔで指定されている処理対象の通信特徴量が通信間隔である場合、撹乱処理部１３６Ａは、撹乱処理部１３６は、所定期間の通信間隔がＱ’（＝｛Ｑ１’，Ｑ２’，・・・，Ｑｋ’｝）となるように、通信データの出力タイミング（送信タイミング）を調整する。そして、このように通信間隔が調整された通信データを、データＤ１３として、第１通信インターフェースＩＦ１に出力する。
【0138】
なお、ステップＳ７０、Ｓ７Ａ～Ｓ１１Ａにおいて、基地局２Ａのノイズ付与処理部２４Ａにおいても、上記の端末装置１Ａのノイズ付与処理部１３で実行された処理と同様の処理（上記ステップＳ７０、Ｓ７Ａ～Ｓ１１Ａで説明したのと同様の処理）が実行される。なお、基地局２Ａのノイズ付与処理部２４Ａでの処理では、上記で説明した端末装置１Ａのノイズ付与処理部１３ＡのデータＤ１２がデータＤ２２であり、データＤ１＿ｐａｒａｍがデータＤ２＿ｐａｒａｍであり、データＤ１３がデータＤ２３である。
【0139】
（ステップＳ１２Ａ）：
ステップＳ１２Ａにおいて、端末装置１Ａの第１通信インターフェースＩＦ１は、撹乱処理部１３６からのデータＤ１３から、無線通信信号を生成し、当該無線通信信号を基地局２Ａに送信する。
ステップＳ１２Ａにおいて、端末装置１Ａの第１通信インターフェースＩＦ１は、撹乱処理部１３６からのデータＤ１３から、無線通信信号を生成し、当該無線通信信号を基地局２Ａに送信する。
【0140】
基地局２Ａは、端末装置１から送信される当該無線通信信号を受信する。なお、基地局２の受信処理部２５は、端末装置１Ａから送信される当該無線通信信号に含まれるデータＤ２４（ノイズ付与されたデータ）に対して、ノイズ除去処理（例えば、ダミーデータを除去する処理）を行い、当該ノイズ除去処理後のデータに対して受信処理を行う。そして、基地局２Ａは、端末装置１から送信されたデータを所定の宛先（送信先）に送信されるように通信処理を行う（例えば、送信先が所定のサーバである場合、当該サーバに端末装置１から送信されたデータが到達するように、通信制御装置４、ネットワークＮＷを介して、データ送信を行う）。
【0141】
（ステップＳ１３Ａ）：
ステップＳ１３Ａにおいて、基地局２Ａの端末側通信インターフェースＩＦ２１は、ノイズ付与処理部２４Ａから出力されるデータＤ２３から、無線通信信号を生成し、当該無線通信信号を基地局２に送信する。
ステップＳ１３Ａにおいて、基地局２Ａの端末側通信インターフェースＩＦ２１は、ノイズ付与処理部２４Ａから出力されるデータＤ２３から、無線通信信号を生成し、当該無線通信信号を基地局２に送信する。
【0142】
そして、端末装置１Ａは、基地局２Ａから送信される当該無線通信信号を受信し、受信処理部２５、アプリ処理部１１での処理を実行することで、所定の処理（例えば、所定のアプリケーションを実現する処理）を行う。なお、端末装置１Ａの受信処理部１４は、基地局２Ａから送信される当該無線通信信号に含まれるデータＤ１４（ノイズ付与されたデータ）に対して、ノイズ除去処理（例えば、ダミーデータを除去する処理）を行い、当該ノイズ除去処理後のデータに対して受信処理を行う。
【0143】
以上のように、通信処理システム２０００では、（１）無線リソースの利用率ｒが所定の値ｔｈ１以下である場合、ノイズ付与処理においてノイズを付与する対象（データ撹乱処理の対象）とする通信特徴量を通信量とし、（２）無線リソースの利用率ｒが所定の値ｔｈ１を超えた場合、ノイズ付与処理においてノイズを付与する対象（データ撹乱処理の対象）とする通信特徴量を通信間隔とする（通信量から通信間隔に変更する）。通信特徴量を通信間隔として、ノイズ付与処理（データ撹乱処理）を実行する場合、変化するのは、通信間隔であり、通信量は変化しないので、通信処理システム２０００における通信量は増加しない。つまり、通信処理システム２０００において、通信状態が逼迫し、無線リソースの利用率ｒが所定の値ｔｈ１を超える程高い値となった場合、ノイズ付与処理（データ撹乱処理）の処理対象とする通信特徴量を通信間隔とするとことで、通信負荷を増加させることなく（無線リソースを過度に消費することなく）、通信内容の傍受を行う攻撃等への耐性を維持しつつ、通信処理システム２０００の利用者（端末装置１Ａ（ＵＥ１～ＵＥｎ）の利用者）に対して適切なプライバシー保護（プライバシーバジェットε＝ε（ｒ）であるε－差分プライバシーによる保護）を提供（保証）することができる。
【0144】
すなわち、通信処理システム２０００では、どのような通信状態であっても、通信サービスに大きな影響をもたらすことなく、かつ、通信内容の傍受を行う攻撃等を適切に防止することができる。
【0145】
［他の実施形態］
上記実施形態で説明した通信処理システム１０００、２０００において、端末装置１に注目して、説明したが、通信処理システム１０００、２０００に含まれる他の端末装置（ＵＥ１～ＵＥｎ）の各装置においても、端末装置１の構成、機能により、端末装置１と同様の処理を実行可能である。
上記実施形態で説明した通信処理システム１０００、２０００において、端末装置１に注目して、説明したが、通信処理システム１０００、２０００に含まれる他の端末装置（ＵＥ１～ＵＥｎ）の各装置においても、端末装置１の構成、機能により、端末装置１と同様の処理を実行可能である。
【0146】
また、上記実施形態では、通信処理システム１０００、２０００に、端末装置１、１Ａ（ＵＥ１～ＵＥｎ）、基地局２、２Ａ、および、ノイズ計算装置３、３Ａがそれぞれ別の装置である場合について説明したが、これに限定されることはなく、端末装置１、１Ａ（ＵＥ１～ＵＥｎ）、基地局２、２Ａ、および、ノイズ計算装置３、３Ａの所定の機能部を、上記実施形態で説明したのとは異なる装置に含まれる構成としてもよい。例えば、ノイズ計算装置３、３Ａの機能部の一部または全部を、基地局２、２Ａに含めるようにしてもよい。
【0147】
また、上記実施形態の通信処理システム１０００、２０００に、端末装置１、１Ａ（ＵＥ１～ＵＥｎ）、基地局２、２Ａ、および、ノイズ計算装置３、３Ａにおいて、各ブロックは、ＬＳＩなどの半導体装置により個別に１チップ化されても良いし、一部又は全部を含むように１チップ化されても良い。
【0148】
なお、ここでは、ＬＳＩとしたが、集積度の違いにより、ＩＣ、システムＬＳＩ、スーパーＬＳＩ、ウルトラＬＳＩと呼称されることもある。
【0149】
また、集積回路化の手法はＬＳＩに限るものではなく、専用回路又は汎用プロセサで実現してもよい。ＬＳＩ製造後に、プログラムすることが可能なＦＰＧＡ（Ｆｉｅｌｄ Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ Ｇａｔｅ Ａｒｒａｙ）や、ＬＳＩ内部の回路セルの接続や設定を再構成可能なリコンフィギュラブル・プロセッサーを利用しても良い。
【0150】
また、上記各実施形態の各機能ブロックの処理の一部または全部は、プログラムにより実現されるものであってもよい。そして、上記各実施形態の各機能ブロックの処理の一部または全部は、コンピュータにおいて、中央演算装置（ＣＰＵ）により行われる。また、それぞれの処理を行うためのプログラムは、ハードディスク、ＲＯＭなどの記憶装置に格納されており、ＲＯＭにおいて、あるいはＲＡＭに読み出されて実行される。
【0151】
また、上記実施形態の各処理をハードウェアにより実現してもよいし、ソフトウェア（ＯＳ（オペレーティングシステム）、ミドルウェア、あるいは、所定のライブラリとともに実現される場合を含む。）により実現してもよい。さらに、ソフトウェアおよびハードウェアの混在処理により実現しても良い。
【0152】
例えば、上記実施形態の各機能部を、ソフトウェアにより実現する場合、図１１に示したハードウェア構成（例えば、ＣＰＵ（ＧＰＵであってもよい）、ＲＯＭ、ＲＡＭ、入力部、出力部等をバスＢｕｓにより接続したハードウェア構成）を用いて、各機能部をソフトウェア処理により実現するようにしてもよい。
【0153】
また、上記実施形態の各機能部をソフトウェアにより実現する場合、当該ソフトウェアは、図１１に示したハードウェア構成を有する単独のコンピュータを用いて実現されるものであってもよいし、複数のコンピュータを用いて分散処理により実現されるものであってもよい。
【0154】
また、上記実施形態における処理方法の実行順序は、必ずしも、上記実施形態の記載に制限されるものではなく、発明の要旨を逸脱しない範囲で、実行順序を入れ替えることができるものである。また、上記実施形態における処理方法において、発明の要旨を逸脱しない範囲で、一部のステップが、他のステップと並列に実行されるものであってもよい。
【0155】
前述した方法をコンピュータに実行させるコンピュータプログラム及びそのプログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体は、本発明の範囲に含まれる。ここで、コンピュータ読み取り可能な記録媒体としては、例えば、フレキシブルディスク、ハードディスク、ＣＤ－ＲＯＭ、ＭＯ、ＤＶＤ、ＤＶＤ－ＲＯＭ、ＤＶＤ－ＲＡＭ、大容量ＤＶＤ、次世代ＤＶＤ、半導体メモリを挙げることができる。
【0156】
上記コンピュータプログラムは、上記記録媒体に記録されたものに限られず、電気通信回線、無線又は有線通信回線、インターネットを代表とするネットワーク等を経由して伝送されるものであってもよい。
【0157】
なお、本発明の具体的な構成は、前述の実施形態に限られるものではなく、発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変更および修正が可能である。
【符号の説明】
【0158】
１０００、２０００ 通信処理システム
１、１Ａ（ＵＥ１～ＵＥｎ） 端末装置
２、２Ａ 基地局
３，３Ａ ノイズ計算装置
１３、１３Ａ ノイズ付与処理部
２４、２４Ａ ノイズ付与処理部
３２、３２Ａ ノイズパラメータ決定部
１、１Ａ（ＵＥ１～ＵＥｎ） 端末装置
２、２Ａ 基地局
３，３Ａ ノイズ計算装置
１３、１３Ａ ノイズ付与処理部
２４、２４Ａ ノイズ付与処理部
３２、３２Ａ ノイズパラメータ決定部
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】