2003 Fiscal Year Annual Research Report

現実的な装置を用いた場合の量子暗号プロトコルの安全性評価と量子情報理論の定式化

Research Project

Project/Area Number	14205058
Research Institution	The University of Tokyo
Principal Investigator	今井秀樹東京大学, 生産技術研究所, 教授 (70017987)
Co-Investigator(Kenkyū-buntansha)	古原和邦東京大学, 生産技術研究所, 助手 (70323649) 松浦幹太東京大学, 生産技術研究所, 助教授 (00292756)
Keywords	量子鍵配送 / 量子ビットコミットメント / 低密度パリティ検査符号 / 鍵圧縮法 / コヒーレント観測 / 量子一方向性置換 / 量子通信路 / 情報量的安全性
Research Abstract	(1)量子鍵配送プロトコルの実装に関する周辺技術の提案本研究では、低密度パリティ検査符号を用いた量子鍵配送における誤り訂正について提案し、更に秘匿性増強技術への応用も提案した。低密度パリティ検査行列の生成法としては、松本・今井による、有限幾何を用いる方法を採用した。また、量子鍵配送における盗聴率推定を低密度パリティ検査符号特有の復号法であるSum-Productアルゴリズムのパラメータである通信路の雑音として利用することで、従来の誤り訂正方法よりも秘密鍵生成率をあげることに成功した。 (2)雑音のある現実的な装置を用いた場合の量子プロトコルの安全性評価量子一方向性関数の存在やコヒーレント観測の難しさといった現実的な仮定をおき、その上で量子ビットコミットメントを行う際、コミッターとレシーバーの不正攻撃や通信路の雑音、送信機からの多光子発生、受信機の観測ミスなどをある確率で許すプロトコルを考え、それらの確率をパラメータとみてコミットメントできるための条件を与えた。また、現実的な装置を用いた量子鍵配送方式の一つとしてY00プロトコルが知られているが、このプロトコルは情報量的に安全でないことを具体的な攻撃方法を与えることにより示した。

Research Products
(20 results)

All Other

All Publications (20 results)

[Publications] P.Camion, M.Mihaljevic, H.Imai: "Two alerts for design of certain stream ciphers : Trapped LFSR and weak resilient function over GF(q)"LNCS. Vol.2596. 196-212 (2003)
[Publications] W.Matsumoto, W.Xu, H.Imai: "Irregular low-density parity-check code design based on Euclidean geometries"IEICE Transaction on Fundamentals. VOL.E86-A No.7. 1820-1834 (2003)
[Publications] M.Kim, J.Shikata, H.Muratani, H.Imai: "Constructing c-secure CRT codes using polynomials over finite fields"IEICE Transactions on Fundamentals of Electronics. vol.E86-A, no.12. 3259-3266 (2003)
[Publications] K.Kobara, H.Imai: "On the one-wayness against chosen-plaintext attacks on the Loidreau's modified McEliece PKC"IEEE Trans.on IT. vol.49, Issue 12. 3160-3168 (2003)
[Publications] M.Mialjevic, M.P.C.Fossorier, H.Imai: "An improved fast correlation attack based on list decoding"Proceedings of IEEE ISIT 2003. 165 (2003)
[Publications] W.Matsumoto, H.Imai: "Irregular Low-Density Parity-Check Code Design Based on Integer Lattices"Proceedings of ISIT 2003. 3 (2003)
[Publications] R.Zhang, H.Imai: "Round Optimal Distributed Key Generation of Threshold Cryptosystem Based on Discrete Logarithm Problem"Proceedings of Applied Cryptography and Network Security (ACNS 2003). vol.2846. 96-110 (2003)
[Publications] Y.Cui, K.Kobara, H.Imai: "Compact Conversion Schemes for the Probabilistic OW-PCA Primitives"Proceedings of 5th International Conference in Information and Communications Security (ICICS2003). LNCS2836. 269-279 (2003)
[Publications] W.Matsumoto, H.Imai: "LDPC Coded Hybrid Type II ARQ System"Proceedings of WPMC2003. V1. 109-112 (2003)
[Publications] H.Imai: "Cryptographic approach to information security"Proceedings of the 31st International Symposium. 2003. 37-68 (2003)
[Publications] N.Attrapadung, K.Kobara, H.Imai: "Broadcast Encryption with Short Keys and Transmissions"Proceedings of ACM Workshop on Digital Right Management. ACM. 55-66 (2003)
[Publications] N.Attrapadung, K.Kobara, H.Imai: "Sequential Key Derivation Patterns for Broadcast Encryption and Key Predistribution Schemes"Proceedings of ASIACRYPT2003. ASIACRYPT2003. 374-391 (2003)
[Publications] SeongHan Shin, K.Kobara, H.Imai: "Leakage-Resilient Authenticated Key Establishment Protocols"Proceedings of ASIACRYPT 2003. LNCS2894. 155-172 (2003)
[Publications] Abdulrahman ALHARBY, Hideki IMAI: "Revocable Anonymous Schemes for user's privacy in intrusion detection systems"In proceedings of the 2004 Symposium on Cryptography and Information Security. SITA 2003. 617-620 (2003)
[Publications] Kunihiko Miyazaki, Mitsuru Iwamura, Tsutomu Matsumoto, Ryoichi Sasaki, Hiroshi Yoshiura, Satoru Tezuka, Hideki Imai: "A Digital Document Sanitizing Scheme with Disclosure Condition Control"In proceedings of the 2004 Symposium on Cryptography and Information Security. SCI2004. 515-520 (2004)
[Publications] 今福健太郎, アンダーソン・ナシメント, 今井秀樹: "量子力学的ヒントのあるゲームの利得最適化問題"Proceedings of 26th Symposium on Information Theory and Its Application. SITA2003. 545 (2003)
[Publications] Misa Nakane, Anderson C.A.Nascimento, Joern Mueller-Quade, Hideki Imai: "Quantum Bit Commitment without Quantum Memory"QIT2003. QIT2003. 85-88 (2003)
[Publications] Misa Nakane, Anderson C.A.Nascimento, Hideki Imai: "Quantum Bit Commitment Robust against Noise and Multiple-photons"SITA2003. SITA2003. 647-650 (2003)
[Publications] Kunihiko Miyazaki, Mitsuru Iwamura, Tsutomu Matsumoto, Ryoichi Sasaki: "A Digital Document Sanitizing Scheme with Disclosure Condition Control"In proceedings of the 2004 Symposium on Cryptography and Information Security. SCIS2004. 515-520 (2004)
[Publications] 中根美沙, アンダーソン・ナシメント, 今井秀樹: "消失通信路を用いた頑強性のあるピットコミットメント"暗号と情報セキュリティシンポジウム(SCIS). 1057-1066 (2004)

2003 Fiscal Year Annual Research Report

現実的な装置を用いた場合の量子暗号プロトコルの安全性評価と量子情報理論の定式化

Principal Investigator

今井 秀樹 東京大学, 生産技術研究所, 教授 (70017987)

Research Products

[Publications] P.Camion, M.Mihaljevic, H.Imai: "Two alerts for design of certain stream ciphers : Trapped LFSR and weak resilient function over GF(q)"LNCS. Vol.2596. 196-212 (2003)

[Publications] W.Matsumoto, W.Xu, H.Imai: "Irregular low-density parity-check code design based on Euclidean geometries"IEICE Transaction on Fundamentals. VOL.E86-A No.7. 1820-1834 (2003)

[Publications] M.Kim, J.Shikata, H.Muratani, H.Imai: "Constructing c-secure CRT codes using polynomials over finite fields"IEICE Transactions on Fundamentals of Electronics. vol.E86-A, no.12. 3259-3266 (2003)

[Publications] K.Kobara, H.Imai: "On the one-wayness against chosen-plaintext attacks on the Loidreau's modified McEliece PKC"IEEE Trans.on IT. vol.49, Issue 12. 3160-3168 (2003)

[Publications] M.Mialjevic, M.P.C.Fossorier, H.Imai: "An improved fast correlation attack based on list decoding"Proceedings of IEEE ISIT 2003. 165 (2003)

[Publications] W.Matsumoto, H.Imai: "Irregular Low-Density Parity-Check Code Design Based on Integer Lattices"Proceedings of ISIT 2003. 3 (2003)

[Publications] R.Zhang, H.Imai: "Round Optimal Distributed Key Generation of Threshold Cryptosystem Based on Discrete Logarithm Problem"Proceedings of Applied Cryptography and Network Security (ACNS 2003). vol.2846. 96-110 (2003)

[Publications] Y.Cui, K.Kobara, H.Imai: "Compact Conversion Schemes for the Probabilistic OW-PCA Primitives"Proceedings of 5th International Conference in Information and Communications Security (ICICS2003). LNCS2836. 269-279 (2003)

[Publications] W.Matsumoto, H.Imai: "LDPC Coded Hybrid Type II ARQ System"Proceedings of WPMC2003. V1. 109-112 (2003)

[Publications] H.Imai: "Cryptographic approach to information security"Proceedings of the 31st International Symposium. 2003. 37-68 (2003)

[Publications] N.Attrapadung, K.Kobara, H.Imai: "Broadcast Encryption with Short Keys and Transmissions"Proceedings of ACM Workshop on Digital Right Management. ACM. 55-66 (2003)

[Publications] N.Attrapadung, K.Kobara, H.Imai: "Sequential Key Derivation Patterns for Broadcast Encryption and Key Predistribution Schemes"Proceedings of ASIACRYPT2003. ASIACRYPT2003. 374-391 (2003)

[Publications] SeongHan Shin, K.Kobara, H.Imai: "Leakage-Resilient Authenticated Key Establishment Protocols"Proceedings of ASIACRYPT 2003. LNCS2894. 155-172 (2003)

[Publications] Abdulrahman ALHARBY, Hideki IMAI: "Revocable Anonymous Schemes for user's privacy in intrusion detection systems"In proceedings of the 2004 Symposium on Cryptography and Information Security. SITA 2003. 617-620 (2003)

[Publications] 今福健太郎, アンダーソン・ナシメント, 今井秀樹: "量子力学的ヒントのあるゲームの利得最適化問題"Proceedings of 26th Symposium on Information Theory and Its Application. SITA2003. 545 (2003)

[Publications] Misa Nakane, Anderson C.A.Nascimento, Joern Mueller-Quade, Hideki Imai: "Quantum Bit Commitment without Quantum Memory"QIT2003. QIT2003. 85-88 (2003)

[Publications] Misa Nakane, Anderson C.A.Nascimento, Hideki Imai: "Quantum Bit Commitment Robust against Noise and Multiple-photons"SITA2003. SITA2003. 647-650 (2003)

[Publications] Kunihiko Miyazaki, Mitsuru Iwamura, Tsutomu Matsumoto, Ryoichi Sasaki: "A Digital Document Sanitizing Scheme with Disclosure Condition Control"In proceedings of the 2004 Symposium on Cryptography and Information Security. SCIS2004. 515-520 (2004)

[Publications] 中根美沙, アンダーソン・ナシメント, 今井秀樹: "消失通信路を用いた頑強性のあるピットコミットメント"暗号と情報セキュリティシンポジウム(SCIS). 1057-1066 (2004)

今井秀樹東京大学, 生産技術研究所, 教授 (70017987)