直接計算の負荷削減アプローチによる電子署名の高速化

• Project/Area Number: 17700046
• Research Category: Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Research Field: Computer system/Network
• Research Institution: University of Tsukuba
• Principal Investigator: 岡本 健 University of Tsukuba, 大学院・システム情報工学研究科, 講師 (00349797)
• Project Period (FY): 2005 – 2007
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2007)
• Budget Amount: ¥3,100,000 (Direct Cost: ¥3,100,000); Fiscal Year 2007: ¥1,100,000 (Direct Cost: ¥1,100,000); Fiscal Year 2006: ¥1,000,000 (Direct Cost: ¥1,000,000); Fiscal Year 2005: ¥1,000,000 (Direct Cost: ¥1,000,000)
• Keywords: 電子署名 / on-the-fly / 楕円曲線暗号 / ペアリング / 演算の高速化 / 直接計算 / 演算高速化

Research Abstract

本年度は、前年度までに得られた研究結果を踏まえて、システム全体の統合と評価を行った。具体的には以下のような取り組みを行った。(1)高速化手法の提案:実際の計算機環境下における暗号方式の新しい高速化手法を提案した。次に加算・乗算等、演算に伴う各種のコストを厳密に評価し、オーバーヘッドが小さい手法の検討を行った。この結果により電子署名の高速化に対する検討を行った。(2)システムの安全性に対する評価:提案システムを破る困難さがBilinear Diffie-Hellman問題と同等である、というように現代暗号で規定されている安全性強度と同等の暗号系を提案し、厳密に評価した。研究代表者はIDべ一ス暗号に対するメッセージ復元署名を提案し、この方式は従来方式と比較して署名長が短いにもかかわらず安全性、速度共に十分な実用性を持っていることを示した。(3)暗号アプリケーションの構築およびシステムの統合:IDべ一ス暗号、匿名署名、プライバシ保護など、各種の暗号アプリケーションについて、本研究で得られた高速化手法を導入できるかどうか、プロトコルを提案し、検討を行った。研究では、ブロードキャスト暗号が匿名署名に応用できることを明示的に示すことに成功し、これによって暗号系で使用されていた高速化手法を電子署名系に適用する方法を得ることができた。また、数論に関する新しい問題を定義することにより、"Sender Authenticated Key Agreement"と呼ばれる鍵共有方式を提案し、高速かつ有益な鍵暗号系が構築できることを示した。

Research Products

• [Journal Article] Sender Authenticated Key Agreements Without Random Oracles (2007)
  • Author(s): C.Sato, T.Okamoto and E.Okamoto
  • Journal Title: International Conference on Convergence Information Technology (ICCIT 2007), IEEE CS Proceedings Pages: 2156-2162
  • NAID: 10026858646
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Verifier-key-flexible universal designated-verifier signatures (2007)
  • Author(s): R.Tso, J.Nieto, T.Okamoto, C.Boyd and E.Okamoto
  • Journal Title: International Conference on Cryptography and Coding (IMA2007), Lecture Notes in Computer Science (LNCS) 4887 Pages: 403-421
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Efficient ID-based digital signatures with message recovery (2007)
  • Author(s): R.Tso, C.Gu, T.Okamoto and E. Okamoto, Springer
  • Journal Title: International Conference on Cryptology and Network Security (CANS2007), Lecture Notes in Computer Science (LNCS), Springer 4856 Pages: 47-59
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] An ID-SP-M4M scheme and its security analysis (2007)
  • Author(s): 王 立華
  • Journal Title: IEICE Trans. Fundamentals 90・1 Pages: 91-100
• [Journal Article] 送信者に認証機能を付加したブロードキャスト暗号とその応用 (2007)
  • Author(s): 金沢 史明
  • Journal Title: 情報処理学会論文誌 47・11 Pages: 2992-3004
• [Journal Article] An efficient ID-based digital signature with message recovery based on pairing (2006)
  • Author(s): Raylin Tso
  • Journal Title: IACR Cryptology ePrint Archive Report 195(電子ペーパのためページ番号なし)
• [Journal Article] Anonymous secure communication in wireless mobile ad-hoc networks (2006)
  • Author(s): Sk.Md.M.Rahman
  • Journal Title: Proc.of International Conference on Ubiquitous Convergence Technology (ICUCT2006) Springer-Verlag 4412 Pages: 140-149
• [Journal Article] Practical strong designated verifier signature schemes based on double discrete logarithms (2005)
  • Author(s): R.Tso, T.Okamoto, E.Okamoto
  • Journal Title: SKLOIS Conference on Information Security and Cryptology (CISC2005) Lecture Notes in Computer Science (LNCS) 3822 Pages: 113-127
• [Journal Article] Insider Impersonation MIM Attack to Tripartite an Efficient Protocol for Multiple keys (2005)
  • Author(s): L.Wang, T.Okamoto, T.Takagi, E.Okamoto
  • Journal Title: International Conference on Computational Intelligence and Security LNAI3802 Part II Pages: 198-203
• [Journal Article] 署名長が固定された1-out-of-n署名 (2005)
  • Author(s): 岡本健, 岡本栄司
  • Journal Title: コンピュータセキュリティシンポジウム(CSS) Pages: 223-228
• [Journal Article] ハッシュ関数を用いたk-out-of-n署名 (2005)
  • Author(s): 樋口達己, 岡本健, 岡本栄司
  • Journal Title: コンピュータセキュリティシンポジウム(CSS) Pages: 229-234
• [Journal Article] 送信者に認証機能を付加したブロードキャスト暗号, (2005)
  • Author(s): 金沢史明, 猪俣敦夫, 岡本健, 岡本栄司
  • Journal Title: コンピュータセキュリティシンポジウム(CSS) Pages: 349-354
• [Presentation] 1-out-of-n Signature and its Application (2008)
  • Author(s): T., Okamoto・E., Okamoto
  • Organizer: Symposium on Cryptography and Information Security (SCIS)
  • Place of Presentation: 宮崎県
  • Year and Date: 2008-01-25