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多ユーザ関数型準同型署名の研究

Research Project

Project/Area Number 16K16068
Research Category

Grant-in-Aid for Young Scientists (B)

Allocation TypeMulti-year Fund
Research Field Information security
Research InstitutionNational Institute of Advanced Industrial Science and Technology

Principal Investigator

山田 翔太  国立研究開発法人産業技術総合研究所, 情報・人間工学領域, 研究員 (70750834)

Project Period (FY) 2016-04-01 – 2020-03-31
Project Status Granted (Fiscal Year 2018)
Budget Amount *help
¥4,030,000 (Direct Cost: ¥3,100,000、Indirect Cost: ¥930,000)
Fiscal Year 2019: ¥780,000 (Direct Cost: ¥600,000、Indirect Cost: ¥180,000)
Fiscal Year 2018: ¥1,170,000 (Direct Cost: ¥900,000、Indirect Cost: ¥270,000)
Fiscal Year 2017: ¥910,000 (Direct Cost: ¥700,000、Indirect Cost: ¥210,000)
Fiscal Year 2016: ¥1,170,000 (Direct Cost: ¥900,000、Indirect Cost: ¥270,000)
Keywords準同型署名 / グループ署名 / 非対話ゼロ知識証明 / 属性ベース暗号 / 関数型暗号 / IDベース暗号 / 電子署名 / 不正者追跡暗号 / 公開鍵暗号技術 / 準同型性 / 暗号・認証等
Outline of Annual Research Achievements

本研究課題は,従来の準同型署名を拡張し,異なる署名鍵によって分散的に生成された署名に対して,真正性を損なわずに準同型処理を施すことができ,さらに準同型処理の実行に関してもアクセス制御が可能であるような技術である「多ユーザ関数型準同型署名」を創出することである.本研究で目指す技術が完成することにより,個人の健康情報等の機密性の高いデータから有用な知見を,個人のプライバシの保護と得られた知見の真正性を両立しつつ,抽出することが可能となる.
本年度は、目的としていた「多ユーザ関数型準同型署名」そのものではないが、多ユーザ環境下で署名生成にアクセス制御が可能であるような要素技術である「属性ベース署名」の一種を格子構造を利用して構成可能であることを示した。実際の構成には格子の準同型性を利用しており、当該方式は属性ベース署名とも、一種の準同型署名ともみなすことができる。この得られた方式を部品として、格子に基づくグループ署名の構成という関連する未解決問題の解決に成功した。当該成果は国際会議EUROCRYPT 2019に採録が確定していて、発表予定である。また、準同型署名を、格子構造ではなく群構造を利用して構成し、未解決であった群論的構造に基づく証明者指定非対話ゼロ知識証明の構成に成功した。当該成果は国際会議EUROCRYPT 2019に採録が確定している。
ほかにも、関連する基礎技術である「制限付き疑似ランダム関数」を、格子ではなく群構造を利用して初めて構成することに成功した。当該成果は国際会議CRYPTO 2018にて発表された。その他にも、関連技術であるIDベース暗号や、属性ベース暗号に関しても研究を行い、成果を得た(国際会議ASIACRYPT 2108、国際会議CRYPTO2019採録確定)。

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

1: Research has progressed more than it was originally planned.

Reason

当研究の目的は,適切なアクセス制御機能,プライバシ保護機能,異なる署名鍵による署名同士の演算を含む柔軟な準同型処理を全て可能にする電子署名技術の創出を行なうことである.本年度は、目指していた機能全てを持つわけではないが、一種の準同型署名ともみなすことができる方式を格子構造を利用して設計することに成功し、本研究の目的達成にかなり近づいたと言える。当該方式は非常に有用で、実際、未解決問題の一つであった格子に基づくグループ署名の設計に利用することができる。本年度は上記を含む複数の成果がトップ会議にて採録/発表されている。これは,予期していた以上の成果であり,当初の計画以上に研究は進展しているといえる.

Strategy for Future Research Activity

今年度は,複雑なアクセス制御機構を持つ署名である属性ベース署名の構成に取り組み、新たな方式を得た。当該研究の目的を達成するためにはこれに準同型性を付け加えることが必要である。当該方式設計の時点ですでに格子の持つ準同型性を利用しているので、これを更に拡張することで目標を達成することを目指す。

Report

(3 results)
  • 2018 Research-status Report
  • 2017 Research-status Report
  • 2016 Research-status Report

Research Products

(17 results)

All 2018 2017 2016 Other

All Int'l Joint Research Journal Article Presentation Funded Workshop

  • [Int'l Joint Research] インド工科大学マドラス校(インド)

    • Related Report
      2018 Research-status Report
  • [Int'l Joint Research] 中央研究院(台湾)(その他の国・地域)

    • Related Report
      2018 Research-status Report
  • [Int'l Joint Research] IIT Madras/Indian Statistical Institute(インド)

    • Related Report
      2017 Research-status Report
  • [Int'l Joint Research] ENS Lyon/University of Limoges(フランス)

    • Related Report
      2017 Research-status Report
  • [Int'l Joint Research] ENS Lyon/University of Limoges(フランス)

    • Related Report
      2016 Research-status Report
  • [Int'l Joint Research] IIT Delhi(インド)

    • Related Report
      2016 Research-status Report
  • [Journal Article] Tighter Security Proofs for GPV-IBE in the Quantum Random Oracle Model.2018

    • Author(s)
      Shuichi Katsumata, Takashi Yamakawa, Shota Yamada
    • Journal Title

      Advances in Cryptology - ASIACRYPT 2018

      Volume: 11273 Pages: 252-282

    • DOI

      10.1007/978-3-030-03329-3

    • Related Report
      2018 Research-status Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Constrained PRFs for NC1 in Traditional Groups.2018

    • Author(s)
      Nuttapong Attrapadung, Takahiro Matsuda, Ryo Nishimaki, Shota Yamada, Takashi Yamakawa
    • Journal Title

      Advances in Cryptology - CRYPTO 2018

      Volume: 10992 Pages: 543-573

    • DOI

      10.1007/978-3-319-96881-0

    • Related Report
      2018 Research-status Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] New Security Proof for the Boneh-Boyen IBE: Tight Reduction in Unbounded Multi-Challenge Security2017

    • Author(s)
      Nuttapong Attrapadung, Goichiro Hanaoka, Shota Yamada
    • Journal Title

      IEICE transaction EA

      Volume: 印刷中

    • Related Report
      2016 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
  • [Presentation] Constrained PRFs for NC1 in Traditional Groups.2018

    • Author(s)
      Nuttapong Attrapadung, Takahiro Matsuda, Ryo Nishimaki, Shota Yamada, Takashi Yamakawa
    • Organizer
      Crypto 2018
    • Related Report
      2018 Research-status Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Tighter Security Proofs for GPV-IBE in the Quantum Random Oracle Model.2018

    • Author(s)
      Shuichi Katsumata, Takashi Yamakawa, Shota Yamada
    • Organizer
      Asiacrypt 2018
    • Related Report
      2018 Research-status Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Asymptotically Compact Adaptively Secure Lattice IBEs and Verifiable Random Functions via Generalized Partitioning Techniques2017

    • Author(s)
      Shota Yamada
    • Organizer
      CRYPTO 2017
    • Related Report
      2017 Research-status Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Efficient Public Trace and Revoke from Standard Assumptions2017

    • Author(s)
      Duong Phan Hieu
    • Organizer
      ACM-CCS2017
    • Related Report
      2017 Research-status Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Partitioning via Non-Linear Polynomial Functions: More Compact IBEs from Ideal Lattices and Bilinear Maps2016

    • Author(s)
      Shuichi Katsumata
    • Organizer
      Asiacrypt 2017
    • Place of Presentation
      Aula der Wissenschaften,ウィーン,オーストリア
    • Related Report
      2016 Research-status Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Adaptively Secure Identity-Based Encryption from Lattices with Asymptotically Shorter Public Parameters2016

    • Author(s)
      Shota Yamada
    • Organizer
      Eurocrypt 2017
    • Place of Presentation
      InterContinental Hanoi Westlake Hotel,ハノイ,ベトナム
    • Related Report
      2016 Research-status Report
    • Int'l Joint Research
  • [Funded Workshop] Asiacrypt 20162016

    • Place of Presentation
      Aula der Wissenschaften,ウィーン,オーストリア
    • Year and Date
      2016-12-04
    • Related Report
      2016 Research-status Report
  • [Funded Workshop] Eurocrypt 20162016

    • Place of Presentation
      InterContinental Hanoi Westlake Hotel,ハノイ,ベトナム
    • Year and Date
      2016-05-08
    • Related Report
      2016 Research-status Report

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Published: 2016-04-21   Modified: 2019-12-27  

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