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Development and Application Research on a Proxy Re-encryption Scheme for Symmetric Key Cryptography with Support for Cipher Algorithm Delegation

Research Project

Project/Area Number 20K11811
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (C)

Allocation TypeMulti-year Fund
Section一般
Review Section Basic Section 60070:Information security-related
Research InstitutionHiroshima University

Principal Investigator

WATANABE HIDENOBU  広島大学, 情報メディア教育研究センター, 准教授 (80611631)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 大東 俊博  東海大学, 情報通信学部, 教授 (80508127)
Project Period (FY) 2020-04-01 – 2024-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2023)
Budget Amount *help
¥4,290,000 (Direct Cost: ¥3,300,000、Indirect Cost: ¥990,000)
Fiscal Year 2022: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000)
Fiscal Year 2021: ¥1,040,000 (Direct Cost: ¥800,000、Indirect Cost: ¥240,000)
Fiscal Year 2020: ¥1,820,000 (Direct Cost: ¥1,400,000、Indirect Cost: ¥420,000)
Keywordsエッジコンピューティング / プロキシ再暗号化 / Intel SGX / クラウドストレージ
Outline of Research at the Start

クラウドストレージ上に長期保存している暗号文は、暗号アルゴリズムの変更が求められる事態が生じた場合、利用者が暗号文に対して再暗号化処理を行う必要があり、多大な負担を強いられる。本研究では、暗号文を復号することなくサーバ側で暗号アルゴリズムの変更を可能にする共通鍵暗号型のプロキシ再暗号化方式を提案する。さらに、エッジコンピューティングの特徴を活用する場合とハードウェアセキュリティ機構Intel SGXを活用する場合の再暗号化処理委託システムの実装・評価を行う。本研究課題の成果によって、膨大な暗号文に対する再暗号化処理の効率化および利用者の負担軽減の両立を目指す。

Outline of Final Research Achievements

We proposed a proxy re-encryption scheme for symmetric key cryptography-based that enables the change of encryption algorithms on the server side without decrypting the ciphertext and developed a re-encryption processing delegation system. We clarified that the time required for users to delegate re-encryption processing can be kept to about one second by utilizing the hardware security mechanism Intel Software Guard Extension (Intel SGX), while changing the encryption algorithm without decrypting the ciphertext. This result shows the compatibility of improving the efficiency of re-encryption processing and reducing the burden on users.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

本研究成果により,データを秘匿したまま利用者自身が自身の暗号文をいつ,どこで,再暗号化処理をさせるかを制御することが可能になるため,プライバシーやデータの安全性を強化できる.また,蓄積され続ける研究データの機密性を長期的に保護することが求められる研究データ管理の観点においても活用が期待できる.さらに,Society5.0の実現に向けて信頼のある自由なデータ流通のプラットフォームに展開も見込める点で社会的意義は大きい。

Report

(5 results)
  • 2023 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2022 Research-status Report
  • 2021 Research-status Report
  • 2020 Research-status Report
  • Research Products

    (11 results)

All 2024 2023 2022 2021 2020

All Journal Article (7 results) (of which Peer Reviewed: 6 results,  Open Access: 3 results) Presentation (4 results) (of which Invited: 1 results)

  • [Journal Article] 複数組織対応属性ベース暗号を用いたファイル共有システムの設計2024

    • Author(s)
      石橋拓哉, 鈴木智也, 大東俊博, 土田 光, 金岡 晃, 柿崎 淑郎, 相原 玲二
    • Journal Title

      東海大学紀要情報通信学部

      Volume: 16 Pages: 11-20

    • Related Report
      2023 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] A Symmetric-key Proxy Re-encryption System for Conversion of the Cryptographic Algorithms and Its Implementations2023

    • Author(s)
      西平 侑磨、鈴木 達也、渡邉 英伸、大東 俊博
    • Journal Title

      情報処理学会論文誌

      Volume: 64 Issue: 9 Pages: 1241-1254

    • DOI

      10.20729/00227592

    • ISSN
      1882-7764
    • Year and Date
      2023-09-15
    • Related Report
      2023 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] A Feasibility Study on File Sharing Services using Multi-Authority Attribute-Based Encryption2023

    • Author(s)
      石橋拓哉, 小林海, 大東俊博, 土田 光, 金岡 晃, 柿崎 淑郎, 相原玲二
    • Journal Title

      情報処理学会論文誌

      Volume: 64 Issue: 3 Pages: 670-686

    • DOI

      10.20729/00225261

    • ISSN
      1882-7764
    • Year and Date
      2023-03-15
    • Related Report
      2022 Research-status Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Development of the Edge Computing Platform based on Modular Architecture using Intel SGX2023

    • Author(s)
      Nishihira Yuma、Ishibashi Takuya、Kakizaki Yoshio、Ohigashi Toshihiro、Watanabe Hidenobu、Kondo Tohru、Aibara Reiji
    • Journal Title

      Proceedings of the 18th Asia Joint Conference on Information Security (AsiaJCIS 2023)

      Volume: 無し Pages: 59-65

    • DOI

      10.1109/asiajcis60284.2023.00020

    • Related Report
      2023 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Implementation and Evaluation of an Identity-Based Encryption with Security Against the KGC2021

    • Author(s)
      Ema Shuntaro、Sato Yuta、Emura Keita、Ohigashi Toshihiro
    • Journal Title

      Proc. CANDAR Workshops 2021

      Volume: 無 Pages: 320-325

    • DOI

      10.1109/candarw53999.2021.00061

    • Related Report
      2021 Research-status Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Verifiable Functional Encryption using Intel SGX2021

    • Author(s)
      Tatsuya SUZUKI, Keita EMURA, Toshihiro OHIGASHI, and Kazumasa OMOTE
    • Journal Title

      The 15th International Conference on Provable and Practical Security (ProvSec 2021)

      Volume: 無 Pages: 215-240

    • DOI

      10.1007/978-3-030-90402-9_12

    • ISBN
      9783030904012, 9783030904029
    • Related Report
      2021 Research-status Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Verifiable Functional Encryption using Intel SGX2020

    • Author(s)
      Tatsuya SUZUKI, Keita EMURA, Toshihiro OHIGASHI, Kazumasa OMOTE
    • Journal Title

      Cryptology ePrint Archive: Report 2020/1221

      Volume: 無 Pages: 1-25

    • Related Report
      2020 Research-status Report
    • Open Access
  • [Presentation] Intel SGXを用いたモジューラ型エッジコンピューティング基盤の提案および評価2023

    • Author(s)
      西平侑磨,鈴木達也,石橋拓哉,柿崎淑朗,大東俊博,渡邉英伸,近堂徹,相原玲二
    • Organizer
      電子情報通信学会技術研究報告, 情報通信システムセキュリティ(ICSS)研究会
    • Related Report
      2022 Research-status Report
  • [Presentation] Pub/Subプラットフォームにおける委託型秘密分散法の実装2022

    • Author(s)
      佐藤友哉, 大東俊博, 近堂 徹, 渡邉英伸, 稲村勝樹
    • Organizer
      情報処理学会第84回全国大会
    • Related Report
      2021 Research-status Report
  • [Presentation] Intel SGXを用いたアルゴリズム変換型プロキシ再暗号化システムの実装・評価2022

    • Author(s)
      西平侑磨,鈴木達也,渡邉英伸,大東俊博
    • Organizer
      2022年暗号と情報セキュリティシンポジウム(SCIS2022)
    • Related Report
      2021 Research-status Report
  • [Presentation] データ特性に応じて組み換え可能なモジュール型エッジコンピューティング基盤の開発と高機能暗号化技術の応用2020

    • Author(s)
      渡邉英伸,近堂徹,大東俊博
    • Organizer
      電子情報通信学会コミュニケーションクオリティ研究会
    • Related Report
      2020 Research-status Report
    • Invited

URL: 

Published: 2020-04-28   Modified: 2025-01-30  

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