共役化理論に基づくカードベース暗号の数理構造の解明
| Project/Area Number |
21K17702
|
|---|
| Research Category |
Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
|
| Allocation Type | Multi-year Fund |
|---|
| Review Section |
Basic Section 60010:Theory of informatics-related
|
|---|
| Research Institution | Ibaraki University |
|---|
Principal Investigator |
品川 和雅 茨城大学, 理工学研究科(工学野), 助教 (20896089)
|
|---|
| Project Period (FY) |
2021-04-01 – 2026-03-31
|
| Project Status |
Granted (Fiscal Year 2022)
|
| Budget Amount *help |
¥4,810,000 (Direct Cost: ¥3,700,000、Indirect Cost: ¥1,110,000)
Fiscal Year 2025: ¥910,000 (Direct Cost: ¥700,000、Indirect Cost: ¥210,000)
Fiscal Year 2024: ¥910,000 (Direct Cost: ¥700,000、Indirect Cost: ¥210,000)
Fiscal Year 2023: ¥910,000 (Direct Cost: ¥700,000、Indirect Cost: ¥210,000)
Fiscal Year 2022: ¥910,000 (Direct Cost: ¥700,000、Indirect Cost: ¥210,000)
Fiscal Year 2021: ¥1,170,000 (Direct Cost: ¥900,000、Indirect Cost: ¥270,000)
|
|---|
| Keywords | 暗号理論 / カードベース暗号 / 秘密計算 |
|---|
| Outline of Research at the Start |
秘密計算とは、各参加者の入力情報を隠したまま全員の入力に関するある計算を行う暗号技術である。通常、秘密計算プロトコルはコンピュータ上に実装されるが、物理的なカード組を用いても秘密計算を実現できることが知られている（カードベース暗号）。カードベース暗号にはいくつかの未解決問題があるが、アドホックな手法では解決することが難しいように思われる。そのため、本研究ではカードベース暗号の背後に潜む数理構造を明らかにすることを試みる。特に本研究では、申請者が最近提案した概念である文字列の共役化問題の考察に取り組み、その理論を深めることでカードベース暗号の数理を解き明かすことを目指す。
|
| Outline of Annual Research Achievements |
本年度に実施した研究の具体的な成果は以下の通りである。
カードベース暗号において、どのようなシャッフルのクラスが効率的に実現できるかを調べることは重要な研究課題である。前年度の成果であるグラフシャッフルの研究を拡張し、グラフシャッフルを実現するプロトコルの効率化とハイパーグラフに対するシャッフルの実現可能性を示した。本成果は査読付き英語論文誌IEICE Transactions on Fundamentals of Electronics, Communications and Computer Sciencesに採録された。
カードベース暗号において、具体的な関数に対する効率的なプロトコルを構成することは重要な研究課題である。まず、ソート関数に対するカードベースプロトコルを初めて構成した。本成果は査読付き国際会議IWSEC 2022で発表した。次に、コインというカードに似た物理オブジェクトを用いたコインベースプロトコルの研究を行い、AND関数やXOR関数やコピー関数等の基本的な関数に対するコミット型プロトコルの提案を行った。次に、正多角形カードを用いた投票プロトコルの効率化を行った。本成果は国内研究集会SCIS 2023で発表した。次に、数コロというペンシルパズルに対するゼロ知識証明プロトコルの構成を初めて行った。
カードベース暗号とその他の秘密計算モデルの関係性を調べることは重要な研究課題である。我々は、秘匿同時通信という秘密計算とカードベース暗号との関係性について調べ、任意の有限時間カードベースプロトコルは秘匿同時通信に一般的に変換可能であることを示した。本成果は国内研究集会SCIS 2023で発表した。また、秘匿同時通信自体の通信量の下界についても調べ、具体的な関数に対する非自明な下界を導出した。
|
| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
1: Research has progressed more than it was originally planned.
Reason
本年度は、カードベース暗号と秘密計算の関係性に関する、当初は全く予期していなかった知見が得られたため、当初の計画以上に進展したと思われる。
|
| Strategy for Future Research Activity |
次年度も本年度と同様に継続して研究に取り組み、国内会議、国際会議、論文誌等に発表していくつもりである。また、本年度はカードベース暗号と秘密計算の関係性に関する新しい発見を行うことができた。次年度は、これまでに発見した事柄をさらに探究することを計画している。
|
Report
(2 results)
Research Products
(16 results)
