2021 Fiscal Year Annual Research Report
Developing cryptographic protocols designated for IoT devices and Big data
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18K11288
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| Research Institution | Tohoku University |
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Principal Investigator |
長谷川 真吾 東北大学, データ駆動科学・AI教育研究センター, 助教 (80567214)
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| Project Period (FY) |
2018-04-01 – 2022-03-31
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| Keywords | 安全性証明 / 格子暗号 / デジタル署名 / 集約署名 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
公開鍵暗号、デジタル署名に代表される公開鍵型暗号方式では、その安全性を数学的・論理的に保証するため、安全性証明と呼ばれる数学的証明を方式の設計と合わせて構成することが、暗号方式の安全性を示す事実上のスタンダードとなっている。
この安全性証明においては、具体的な証明が実現する帰着効率がタイトであるか否かについては暗号方式の安全性、特にパラメータ設定に直結する重要なポイントとされており、デジタル署名について、タイトな安全性証明を持つ方式を構成するための条件、またその具体的な構成方法についての研究は主要なテーマの1つである。
本研究ではデジタル署名を下地にした高機能署名の1つであるマルチ署名について、マルチ署名がタイトな安全性証明を達成するための一般的構成の開発、またそのための十分条件を解明した。また、この結果を応用して、既存の格子構造を用いたマルチ署名方式の帰着効率の改善を行った。格子構造を用いた構成は高い効率性と安全性を両立することから、IoTネットワークにおける安全なデータ収集に役立つと期待できる。
マルチ署名はブロックチェーンの効率を改善する手段としても現在注目を集めている。マルチ署名をブロックチェーン上で利用する際に必須の機能となる、鍵の集約機能を持つマルチ署名について、タイトな安全性証明を持つ方式を初めて構成した。
マルチ署名をより一般的な機能に拡張した高機能署名として、集約署名がある。この集約署名についてはペアリング演算を使用しない具体例が長年知られていなかったが、集約タイミングを制限することでペアリング演算に頼らない構成が可能な、事前通信つき集約署名が近年提案された。この事前通信つき集約署名について、タイトな安全性証明を持つ方式を初めて構成した。
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