Development of Post-Quantum Cryptography based on Expander Graphs with Secure and Efficient Parameter Design

• Project/Area Number: 24K20771
• Research Category: Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Review Section: Basic Section 60070:Information security-related
• Research Institution: The University of Tokyo
• Principal Investigator: 相川 勇輔 東京大学, 大学院情報理工学系研究科, 助教 (70888578)
• Project Period (FY): 2024-04-01 – 2027-03-31
• Project Status: Granted (Fiscal Year 2024)
• Budget Amount: ¥4,160,000 (Direct Cost: ¥3,200,000、Indirect Cost: ¥960,000); Fiscal Year 2026: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000); Fiscal Year 2025: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000); Fiscal Year 2024: ¥1,560,000 (Direct Cost: ¥1,200,000、Indirect Cost: ¥360,000)
• Keywords: 耐量子計算機暗号 / エクスパンダーグラフ / ケイリーグラフ / 同種写像暗号

Outline of Research at the Start

現在我々が利用しているRSA暗号をはじめとした公開鍵暗号は大規模な量子コンピュータが実現すると危殆化することが知られている．そこで，量子コンピュータによる解読に耐性を持つ新たな公開鍵暗号，すなわち耐量子計算機暗号の研究開発が課題となっている．本研究では，エクスパンダーグラフに基づく耐量子計算機暗号の研究を推進する．特に，超特異楕円曲線の同種写像や非可換群のケイリーグラフとして得られるエクスパンダーグラフに着目し，それらの数学的なアルゴリズムの研究を通して安全性解析や高効率パラメータ設計を目指す．