戸川 望 (トガワ ノゾム)

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所属

理工学術院 基幹理工学部

職名

教授

ホームページ

http://www.togawa.cs.waseda.ac.jp/

プロフィール

1992年早稲田大学理工学部卒業.1997年同大学院理工学研究科博士後期課程修了.同年博士(工学).早稲田大学助手・講師,北九州市立大学助教授等を経て,2009年より,早稲田大学理工学術院教授(現在に至る).集積システム設計,セキュリティ等が専門.

兼担 【 表示 / 非表示

  • 理工学術院   大学院基幹理工学研究科

  • 附属機関・学校   グローバルエデュケーションセンター

学内研究所等 【 表示 / 非表示

  • 2020年
    -
    2022年

    理工学術院総合研究所   兼任研究員

  • 2020年
    -
    2022年

    国際情報通信研究センター   兼任研究員

  • 2018年
    -
    2023年

    次世代コンピューティング基盤研究所   プロジェクト研究所所長

学歴 【 表示 / 非表示

  • 1994年04月
    -
    1997年03月

    早稲田大学大学院   理工学研究科   電気工学専攻博士後期課程  

  • 1992年04月
    -
    1994年03月

    早稲田大学大学院   理工学研究科   電気工学専攻修士課程  

  • 1988年04月
    -
    1992年03月

    早稲田大学   理工学部   電子通信学科  

学位 【 表示 / 非表示

  • 早稲田大学   博士(工学)

経歴 【 表示 / 非表示

  • 2009年04月
    -
    継続中

    早稲田大学   理工学術院   教授

  • 2007年04月
    -
    2009年03月

    早稲田大学   理工学術院   准教授(変更のため)

  • 2005年04月
    -
    2007年03月

    早稲田大学   理工学術院   助教授

  • 2001年04月
    -
    2005年03月

    北九州市立大学   国際環境工学部   助教授

  • 2000年04月
    -
    2001年03月

    早稲田大学   理工学総合研究センター   講師

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所属学協会 【 表示 / 非表示

  •  
     
     

    ACM

  •  
     
     

    IEEE

  •  
     
     

    情報処理学会

  •  
     
     

    電子情報通信学会

 

研究分野 【 表示 / 非表示

  • 情報セキュリティ

  • 計算機システム

研究キーワード 【 表示 / 非表示

  • 集積システム設計

  • 情報セキュリティ

論文 【 表示 / 非表示

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書籍等出版物 【 表示 / 非表示

  • CMOS VLSI 回路設計 応用編

    ウェスト,ハリス著, 宇佐美公良, 池田誠, 小林和淑監訳, 戸川望他分担共訳( 担当: 共訳)

    丸善出版  2014年01月 ISBN: 9784621087206

  • 組込みシステム概論

    戸川望編著

    CQ出版  2008年02月 ISBN: 9784789845502

Misc 【 表示 / 非表示

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産業財産権 【 表示 / 非表示

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受賞 【 表示 / 非表示

  • 科学技術分野の文部科学大臣表彰・科学技術賞(研究部門)

    2018年04月   文部科学省   集積回路の革新的設計技術とそのセキュリティ応用研究  

    受賞者: 戸川望

  • 最優秀論文賞

    2017年09月   IEEE ICCE-Berlin   A robust scan-based side-channel attack method against HMAC-SHA-256 circuits  

    受賞者: Daisuke Oku, Masao Yanagisawa, Nozomu Togawa

  • 最優秀論文賞

    2016年10月   IEEE International SoC Conference   A high-performance circuit design algorithm using datadependent approximation  

    受賞者: Kazushi Kawamura, Masao Yanagisawa, Nozomu Togawa

  • テレコムシステム技術賞

    2011年03月   電気通信普及財団  

    受賞者: 戸川 望

  • (財)船井情報科学財団 船井学術賞

    2010年04月  

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共同研究・競争的資金等の研究課題 【 表示 / 非表示

  • イジングマシン共通ソフトウェア基盤の研究開発

    研究期間:

    2018年09月
    -
    2023年03月
     

    戸川 望

    担当区分: 研究代表者

  • 機械学習による集積回路設計データ中のハードウェアトロイ検知

    基盤研究(B)

    研究期間:

    2019年04月
    -
    2022年03月
     

    戸川 望, 木村 晋二

  • 再構成アクセラレータにおけるデータ形式最適化と精度保証

    基盤研究(B)

    研究期間:

    2018年04月
    -
    2021年03月
     

    木村 晋二, 戸川 望

     概要を見る

    平成30年度は、画像コーデックにおける中間データの圧縮方法および CNN (Convolutional Neural Network) のデータ形式の最適化に関する研究を行った。とくに、画像データの組込み圧縮法と、畳み込み演算における Approximate Computing 手法の研究を行った。環境整備としては、CNN の開発環境の caffe での誤差解析のための環境整備ならびにその上での評価実験と、FPGA の高位合成環境の整備とテストを行った。また、データ形式を決めた場合の誤差の伝播と蓄積の計算法についての文献調査や理論的な検討を行った。
    まず、画像処理のための画像データの組込み圧縮法に関して、情報ロスを含む Lossy圧縮法の提案を行った。本手法は、量子化と可変長符号化を組合せた方式に基づいており、メモリバンド幅を大幅に削減することを可能とした。
    同時に、CNNの誤差を許容できる性質を用いて、演算の一部を簡略化し、回路の面積、遅延、電力を削減する Approximate Computing 手法の研究を行い、乗算回路の新たな Approximate 手法をいくつか提案した。乗算では部分積の加算を繰返すが、下位側を OR で近似計算する手法や、部分積の順序を入れ替えることで精度を保持したまま回路を簡単化する手法の検討を行った。
    また、Ubuntu で caffe に基づく環境を用い、浮動小数点データに対する種々のデータ形式の適用と、乗算と加算における演算誤差の解析方法および誤差の伝播方法の研究を行った。これまでに、浮動小数点数のカスタマイズについて、仮数部のビット数を3 に、また指数部のビット数を5 に削減してもトレーニングを含め十分な認識精度が得られるという結果を得ている。ここではそれを発展させ、動的なデータ形式の変更に関する検討を行った。

  • 高信頼IoT社会を実現する分散型基盤アーキテクチャの研究開発

    戸川 望

    担当区分: 研究代表者

  • 極低エネルギー化を実現する統合化システムLSI設計技術

    戸川 望

    担当区分: 研究代表者

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特定課題研究 【 表示 / 非表示

  • イジング計算機による地理空間情報処理問題の高速解法

    2020年  

     概要を見る

    本研究では,Society5.0の実現に不可欠となる「地理空間情報処理問題」をいくつか取り上げ,これをイジング計算機によって高速解法を実施した.地理空間情報処理問題として,ここでは実問題をベースに,複数の集積箇所を持ち移動体に容量制約を持った集配経路探索問題,アミューズメントパークを対象とした経路探索問題を取り上げ,これらを効果的にイジング模型にマッピングし,イジング計算機によって解法した.その上で既存手法と比較評価することで,イジング模型マッピングならびにイジング計算機による解法の有効性を確認した.

  • イジング計算機による組合せ最適化問題の高速解法の可能性

    2019年  

     概要を見る

     内閣府資料によれば,モビリティ,金融,創薬など,Society5.0を実現する産業分野では,数多くの「組合せ最適化問題」の高速・実時間解法が最大の困難点であり,NP困難問題など難しいクラスの組合せ最適化問題に対し,いかに「高速・実時間で」(準)最適解を求めるかがその成否を決めると言われる. 一方,非ノイマン型コンピューティング技術の決定打として量子アニーリングマシンをはじめとする「イジング計算機」が注目されている.イジング計算機は物理現象を利用することで組合せ最適化問題を高速に解法するものであり,カナダD-Wave,我が国では日立,NTT,富士通,NEC,東芝等が次々にイジング計算機を発表している.ところが,これら既存のイジング計算機が対象とした組合せ最適化問題の多くは,グラフ最大カット問題等のイジング計算機に都合が良い単純な問題ばかりであり,現実的な組合せ最適化問題の解法に至っていない.しかも現状,イジング計算機は「物理的特性」(複数のスピンのコヒーレンス時間の長時間化等)が注目されるばかりであり「イジング計算機の実応用」はあまり注目されていない.つまりイジング計算機による高速化・低電力化等はまだサンプル評価段階であり,ここに最大の問題点がある. 以上の背景のもと,本研究では,イジング計算機にブレークスルーを与え, Society5.0の実現に不可欠となる「現実的な」組合せ最適化問題に対して,イジング計算機により高速に解法することを目的に研究に取り組んだ.2019年度には,他の研究資金の成果を補うことを目的に,二次割当問題の最適解法,長方形敷き詰め問題(矩形パッキング問題)の解法,長方形敷き詰めを3次元に拡張した直方体敷き詰め問題の解法,グラフの同型判定問題の解法など,これまでイジング計算機で解法されて来なかった数々の問題の解法に挑戦し,一定の成果を得た.

  • 不安定な環境発電でも永続動作可能とする超低エネルギーでロバストな集積回路設計技術

    2018年   木村 晋二, 多和田 雅師, 川村 一志

     概要を見る

    IoT (Internet of Things) 時代に「もの」がネットワーク化され至るところで運用されれば,電力ネットワークから安定電力の供給は不可能となり,エネルギーの地産地消,即ち太陽光や振動など環境発電による回路駆動が必須となる.本研究では,レジスタ分散型アーキテクチャと呼ばれる基本アーキテクチャをベースに,集積回路の設計マージンを削減し,さらに短期・長期の遅延変動にロバストな集積回路設計技術を構築した.構築された集積回路設計技術は,レジスタ分散型アーキテクチャにより高位設計と物理設計とを統合したものであり,これにより集積回路の設計マージンを削減,低エネルギー化を実現する.さらに,遅延監視回路を埋め込むことで短期遅延変動に対応,複数の設計シナリオの作り込みにより長期遅延変動に対応した.結果的に,これら個別の集積回路設計技術の見込みを得た.

  • FPGAデバイスに侵入したハードウェアトロイ検知技術の構築

    2018年  

     概要を見る

     一般に,集積回路の設計・製造工程は,設計や製造コストを削減するため積極的に外注を利用しているのが現状である.すなわち設計・製造プロセスにおいて,悪意ある設計・製造者が存在した場合,IoT機器に原理的に設計者の意図しない不正な回路部品(ハードウェアトロイと呼ばれる)の侵入の危険性がある.本研究は,FPGAデバイス(書き換え可能な回路デバイス)などの集積回路を対象に,ハードウェアトロイ回路を発見することを目的とする.本研究では,まずFPGAを含む集積回路デバイス中において,ハードウェアトロイの特徴について考察を進めた.その結果,ハードウェアトロイは,(1) 局所的に高いファンイン(入力線数)を持つ,(2) 外部入力に近い位置にある等の性質があることを見出した.これらの知見のもと,ハードウェアトロイを「学習」ならびに学習させて識別器をもとに,未知集積回路に対して,ハードウェアトロイの識別に成功した.

  • 機械学習による複合的なIoTデバイスの異常検知・回復技術の構築

    2017年  

     概要を見る

    IoT(「もの」のインターネット)デバイスは多くの大規模集積回路(LSI)によって構成されが,その設計・製造プロセスにおいて,悪意ある設計・製造者が存在した場合,IoTデバイスに原理的に設計者の意図しない不正な回路部品(ハードウェアトロイと呼ばれる)の侵入の危険性がある.安全かつ安心にIoTデバイスを運用するためには,IoTデバイス中の不正な回路部品をいち早く検知,これを取り除くことで,セキュアなIoTデバイスを実現する必要が強く求められる.本研究では機械学習を積極的に利用することで,IoTデバイス中の不正回路を高精度に検知することに成功し,またIoTデバイスの消費電力を計測することで不正動作を発見することに成功した.

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現在担当している科目 【 表示 / 非表示

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委員歴 【 表示 / 非表示

  • 2020年06月
    -
    継続中

    電子情報通信学会基礎・境界ソサイエティ  特別委員

  • 2020年06月
    -
    継続中

    電子情報通信学会VLSI設計技術研究専門委員会  委員

  • 2020年01月
    -
    継続中

    IEEE Circuits and Systems Society, Japan Joint Chapter  Vice Chair

  • 2018年04月
    -
    継続中

    情報処理学会 高度交通システムとスマートコミュニティ研究会  委員

  • 2018年04月
    -
    継続中

    内閣サイバーセキュリティセンター(NISC)  研究開発戦略専門調査会委員

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