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Proposal and implementation of privacy-enhancing authentications on blockchain

Research Project

Project/Area Number 22K12027
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

中西 透  広島大学, 先進理工系科学研究科(工), 教授 (50304332)

Project Period (FY) 2022-04-01 – 2025-03-31
Project Status Granted (Fiscal Year 2023)
Budget Amount *help
¥4,160,000 (Direct Cost: ¥3,200,000、Indirect Cost: ¥960,000)
Fiscal Year 2024: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000)
Fiscal Year 2023: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000)
Fiscal Year 2022: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000)
Keywordsプライバシー保護 / 認証 / ブロックチェーン / プライバシー / 匿名認証
Outline of Research at the Start

オープンに情報管理するブロックチェーンでは,ユーザのプライバシー保護が問題となるため,匿名認証技術が近年盛んに研究されている.本研究では,パーミッションド型ブロックチェーンおよびパーミションレス型ブロックチェーンそれぞれに対応した匿名認証を実現するために,それらの実用化に際して必要となる機能をもつ効率的な方式を提案し,実装によりその実用性を評価する. さらに,そのベースとなる匿名認証技術やゼロ知識証明技術の検討も行う.

Outline of Annual Research Achievements

ブロックチェーンでは,オープンに情報にアクセスできるため,ユーザのプライバシー保護が問題となる.そこで,IDを秘匿しながら正規ユーザかを確認できる 匿名認証技術が近年盛んに研究されている.ブロックチェーンは,パーミッションレス型とパーミッションド型に分かれる.パーミッションレス型では,参加ノードがオープンであり誰でもが参加できる.一方,パーミッションド型では,参加者が許可された者のみに限定される.本研究では,パーミッションド型ブロックチェーンに対応した匿名認証方式に対して,その実用化において必要となるユーザ失効法を実現する.また,パーミッションレス型ブロックチェーンに対応した効率的なブラックリスト型失効法,および匿名ユーザの信頼性が計測可能な匿名評価システムに対して効率化した方式を提案する.さらに,ブロックチェーンにおける匿名認証の応用についても検討する.
本年度は,パーミッションレス型において,ユーザ数に対してlogオーダーの署名サイズとなるDualRingと呼ばれるリング署名をベースとしてブラックリスト型失効を実現した匿名認証方式について,安全性の定式化および安全性証明を行なった.また,匿名評価システムに対しても,信頼できる公開パラメータ生成を必要としない方式について,DualRingをベースとすることによりlogオーダーの認証データサイズとなる方式の構築を行ない,プロトタイプ実装による評価を行った.
匿名認証の応用として,有向グラフに対する署名を効率的にゼロ知識する方式を構築して,プロトタイプ実装により大規模なグラフにも対応できることを示した.さらに,発行者名を秘匿可能な匿名認証方式に対して,発行者の属性情報を認証できる手法や効率的な失効法も構築した.これら方式は,パーミッションド型における属性ベース匿名認証への応用が検討できる.

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

パーミッションレス型匿名認証に対するブラックリスト型失効法については,方式の構築,効率評価に加えて,安全性の定式化と証明まで行なっており,その論文がIEICE英文論文誌(A)に採録されている.
また,匿名評価システムについても,DualRingをベースとして効率化を行っており,その性能がプロトタイプ実装により確認できている.
さらに,ブロックチェーンにおける匿名認証の応用についても,新しい属性ベース方式の構築ができている.
以上のことから,順調に研究が進行しているといえる.

Strategy for Future Research Activity

パーミッションレス型匿名認証について,信頼できる公開パラメータ生成を必要としない方式の検討を進めるとともに,それを発展させて,パーミッションレス型での属性ベースの匿名認証をDualRingをベースとして効率化した方式の検討を進めたい.
これらの実装評価とともに,零知識証明などの要素技術や属性ベース匿名認証への応用も含めて最新研究をレビューし,比較検討も進めていきたい.

Report

(2 results)
  • 2023 Research-status Report
  • 2022 Research-status Report
  • Research Products

    (8 results)

All 2024 2023 2022 Other

All Int'l Joint Research (1 results) Journal Article (2 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results,  Peer Reviewed: 2 results,  Open Access: 1 results) Presentation (5 results) (of which Int'l Joint Research: 2 results)

  • [Int'l Joint Research] University of Asia Pacific(バングラデシュ)

    • Related Report
      2022 Research-status Report
  • [Journal Article] Short DL-Based Blacklistable Ring Signatures from DualRing2024

    • Author(s)
      NAKANISHI Toru、IRIBOSHI Atsuki、IMAI Katsunobu
    • Journal Title

      IEICE Transactions on Fundamentals of Electronics, Communications and Computer Sciences

      Volume: E107.A Issue: 3 Pages: 464-475

    • DOI

      10.1587/transfun.2023TAP0008

    • ISSN
      0916-8508, 1745-1337
    • Year and Date
      2024-03-01
    • Related Report
      2023 Research-status Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] An Efficient Revocable Delegatable Anonymous Credential System Using an Accumulator2022

    • Author(s)
      Nasima Begum, Toru Nakanishi
    • Journal Title

      Journal of Information Processing

      Volume: 30 Issue: 0 Pages: 706-717

    • DOI

      10.2197/ipsjjip.30.706

    • ISSN
      1882-6652
    • Related Report
      2022 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Presentation] Zero-Knowledge Proofs of Connectivity for Labeled Directed Graphs Using Bilinear-Map Accumulator2023

    • Author(s)
      Takuma Yoshioka, Toru Nakanishi, and Teruaki Kitasuka
    • Organizer
      CANDAR 2023
    • Related Report
      2023 Research-status Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 発行元を秘匿可能な属性ベース匿名認証における発行元属性検証機能の追加2023

    • Author(s)
      濱田 裕太, 中西 透, 北須賀 輝明
    • Organizer
      コンピュータセキュリティシンポジウム2023 (CSS2023)
    • Related Report
      2023 Research-status Report
  • [Presentation] Short DL-based Blacklistable Ring Signatures from DualRing2022

    • Author(s)
      Toru Nakanishi, Atsuki Iriboshi, Katsunobu Imai
    • Organizer
      CANDAR 2022
    • Related Report
      2022 Research-status Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 非中央集権的ブラックリスト型匿名認証システムにおけるDualRingを用いた認証データサイズの削減2022

    • Author(s)
      入星敦輝,中西透,今井克暢
    • Organizer
      電子情報通信学会ISEC研究会
    • Related Report
      2022 Research-status Report
  • [Presentation] 信頼できる鍵生成を必要としない非中央集権型匿名評価システムの提案2022

    • Author(s)
      吾郷佳昭, 中西透 , 今井勝喜
    • Organizer
      コンピュータセキュリティシンポジウム2022(CSS2022)
    • Related Report
      2022 Research-status Report

URL: 

Published: 2022-04-19   Modified: 2024-12-25  

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