NASAも注目!航空管制はブロックチェーンで進化する?

ブロックチェーン

NASAも注目!航空管制はブロックチェーンで進化する?

こんにちは。シンラボ・ブロックチェーン部の平野です。
未来技術推進協会では、これまでにブロックチェーン講座や宇宙関連のイベントなどを複数回開催してきました。
今回はこれらのイベントに関連し、少し前にNASAから公開されたブロックチェーン活用に関するニュースをご紹介していきたいと思います。


航空交通管制ブロックチェーン基盤

アメリカ航空宇宙局(NASA)は、2019年1月にブロックチェーン基盤を活用した航空交通管制に関する論文を発表しました。(参考:NASA発表論文

この論文では、米国で2020年に航空機への実装が義務付けられるとされている放送型自動位置情報伝送・監視:ADS-B(※詳細は後の章で補足します)について課題となっている、プライバシー、匿名性、認証、なりすましやDos攻撃への対策などに対して、ブロックチェーン技術を活用するアプローチが紹介されています。

また、本アプローチのプロトタイプとして、オープンソースのブロックチェーンであるHyperledger fabricを活用した公開鍵暗号基盤(PKI)についても触れられています。

ブロックチェーンと聞くとbitcoinやEthereumのように、不特定多数のユーザがネットワークに参加できる仕組みをイメージされることが多いかと思います。

ですが、今回の事例で紹介されているHyperledger fabricは「permissioned blockchain(許可制ブロックチェーン)」に分類されるプロダクトで、ブロックチェーンのネットワークに参加できるユーザがある程度限定されます。

航空交通管制という利用用途を考えた場合、複数の航空会社の航空機や軍用機の情報がブロックチェーン基盤上に記録されることになるため、閲覧できるデータの範囲をうまく制限する必要があります。

そのため、今回の事例ではHyperledger fabricが採用されたのではないかと考えます。

Hyperledger fabricは、航空交通管制以外にも企業向けのブロックチェーン活用ユースケースで採用されるケースが増えてきており、今後の展開が期待されるブロックチェーンプロダクトではないかと思います。

今回の論文では、実際に実証実験を行った結果までは報告されていないため、ブロックチェーン活用の具体的な内容については今後の発表が期待されます。

放送型自動位置情報伝送・監視:ADS-Bとは

ADS-B(Automatic Dependent Surveillance – Broadcast:放送型自動位置情報伝送・監視)は、航空機側が自ら監視情報(識別、位置、速度、経路意図等)を多数の管制機関に一括送信するシステムです。
イメージとしては、上空の航空機から発出されるADS-Bデータを地上の管制塔や受信アンテナが受信、あるいは航空機どうしでやり取りします。
ADS-Bデータの生成にはGPS衛星も活用されており、これにより各航空機の位置情報を管制官や航空機が把握しています。

従来の電波を利用した方式のレーダーでは、周囲一帯に電波を発信し範囲内の航空機を判定していたため、航空機を個々に識別するには管制官の練度が必要になるといった課題がありました。これに対して、ADS-Bでは、航空機を個々に認識することもできます。

図:ADS-B イメージ図
出典:航空無線通信委員会 報告「ADS-Bに係る無線設備の技術的条件」(総務省)

特徴としては、以下の3点があります。

・高性能の航法装置と組み合わせることにより、高精度かつ高信頼の監視
情報が得られる
・電波の有効利用が可能
・高信頼の監視情報が得られるシステムが、無指向性アンテナを用いるこ
とで安価に実現可能

※航空無線通信委員会 報告「ADS-Bに係る無線設備の技術的条件」(総務省)より引用

なお、このADS-Bデータは受信用のアンテナを購入すれば航空管制官でなくても受信できます。航空機ファンの中には、個人でADS-Bデータの受信用アンテナを購入して上空を飛行する航空機の情報を監視(観察?)している方も多いそうです。
興味のある方は、航空機ファンが各々取得したADS-Bデータを共有しあうことで航空機の情報をWEB上で確認できる「flightradar24」というサイトがありますので、こちらもご覧いただければと思います。
このサイトは、個人でアンテナを購入された方々の情報で成り立っている部分もあり、ファンの結びつきにより新しいサービスができているという点も面白いですね。

まとめ

いかがでしたか?
今回は、NASAのブロックチェーン活用に関する取り組みをご紹介してきました。
この例は宇宙ではなく航空交通管制についての例でしたが、NASAでは他にも宇宙環境で利用するネットワークシステムへの適用など、宇宙分野へのブロックチェーン活用事例を発表しています。
未来技術推進協会では、今後もブロックチェーン技術を基礎から学べる講座や宇宙に関するイベントを実施していきますので、興味がございましたらぜひ参加いただければと思います。
以上。平野でした。

直近のブロックチェーン関連イベント:
https://techplay.jp/community/futuretech-assotiation/event?tag_id=461

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参考