| Project/Area Number |
19K11971
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
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| Allocation Type | Multi-year Fund |
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| Section | 一般 |
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| Review Section |
Basic Section 60070:Information security-related
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| Research Institution | Tokai University |
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Principal Investigator |
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
五十部 孝典 兵庫県立大学, 応用情報科学研究科, 准教授 (30785465)
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| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2022-03-31
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| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2021)
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| Budget Amount *help |
¥4,290,000 (Direct Cost: ¥3,300,000、Indirect Cost: ¥990,000)
Fiscal Year 2021: ¥1,170,000 (Direct Cost: ¥900,000、Indirect Cost: ¥270,000)
Fiscal Year 2020: ¥1,170,000 (Direct Cost: ¥900,000、Indirect Cost: ¥270,000)
Fiscal Year 2019: ¥1,950,000 (Direct Cost: ¥1,500,000、Indirect Cost: ¥450,000)
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| Keywords | 共通鍵暗号 / ニューラルネットワーク / 暗号解読 / 暗号解析 / Deep Learning |
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| Outline of Research at the Start |
情報の大規模化に伴い高速処理に優れた共通鍵暗号の需要は高くなっている．共通鍵暗号の安全性は既存の全ての暗号解読法への耐性を網羅的に調べることで評価されるが，暗号方式の提案後に新たな解読法が発見されるケースが数多くある．そこで，本研究では解読法で用いられる暗号関数内の特徴量を機械学習の一種であるDeep Learningにより検出する方法を検討し，人手では発見が困難であった未知の攻撃手法や設計者が想定していない解読法を発見できるようになる手段を確立する．本研究の成果により暗号設計者の安全性評価の負担の軽減や未知の攻撃に対するリスクの低減を期待できる．
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| Outline of Final Research Achievements |
We studied methods for automatically evaluation of vulnerabilities in symmetric key ciphers by using DNN (Deep Neural Networks). First, we proposed a method to detect statistical biases related to the cryptographic attacks in the output of stream ciphers. Second, we propose deep learning-based output prediction attacks for block ciphers, which can realize ciphertext prediction and plaintext recovery in a high probability. In addition, we demonstrate our methods work against several cipher by experimentations.
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| Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements |
共通鍵暗号の安全性は既存の全ての暗号解読法への耐性を網羅的に調べることで評価されるが，暗号方式の提案後に設計者の想定していない解読法が発見されて安全性が低下するケースが数多くある．本研究課題では解読法で用いられる暗号関数内の特徴量をDeep Learningにより検出する方法を開発することで，人手では発見が困難であった未知の攻撃手法等を自動的に発見できるようになることを目指している．本研究の成果および更なる発展により暗号設計者の安全性評価の負担の軽減や未知の攻撃に対するリスクの低減が実現できると考えている．
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