Study on speeding up homomorphic encryption

2019 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 17K05353
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Section: 一般
• Research Field: Foundations of mathematics/Applied mathematics
• Research Institution: Institute of Information Security
• Principal Investigator: Arita Seiko 情報セキュリティ大学院大学, その他の研究科, 教授 (50387106)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 半田 沙里 情報セキュリティ大学院大学, その他の研究科, 研究員 (10748479) ; 小崎 俊二 情報セキュリティ大学院大学, その他の研究科, 研究員 (80626961)
• Project Period (FY): 2017-04-01 – 2020-03-31
• Keywords: 準同型暗号 / データプライバシー

Outline of Final Research Achievements

The purpose of this research is to improve the efficiency of homomorphic encryption in order to protect the data privacy of data mining and AI technology through executing the algorithms in those technologies only on encrypted data. General homomorphic encryption schemes are constructed by using an algebraic number field called a cyclotomic field, but in this research, the decomposition field Z (for prime number 2) is used instead of the cyclotomic field. We have realized a situation where an integer ring modulo a power of 2 appears as a plaintext structure (rather than a finite field), and as a result, we have achieved several times to several tens of times the speedup of homomorphic encryption.

Free Research Field

暗号理論

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

現代社会ではスマートフォンなどの各種デバイスを通して各種データを収集し、得られたビックデータをA Iに学習させることで、様々な高度な社会サービスが実現されつつある。しかしながら、これら収集されたビックデータとその処理により、人々のプライバシーが危険な状態に晒されている。本研究はデータを暗号化したままで処理することを可能とし、人々のプライバシーを守りつつ高度なA Iサービスを実現するための基盤となる技術の一つである。